非变性状态

磁性软体机器人已有多种应用，特别是在与人体密切相关的生物医学领域。如自折叠式“折纸”机器人可以在肠道中爬行、修补伤口、将吞下的物体取出来；胶囊状的机器人可以沿着胃的内表面滚动，进行活组织检查并运送药物。此外，科学家们还研制出了尺寸从几百微米到几厘米不等的更薄的线型机器人，它们有可能在大脑血管中穿行，以治疗中风或动脉瘤。磁性软体机器人的进一步小型化可能带来新的应用，如在小的血管中进行操作甚至操纵单个细胞，但制备这样的微型机器人并非易事[1]。 2019年11月，瑞士联邦理工学院的Cui Jizhai（现任职复旦大学） 、Huang Tian-Yun 及其同事在Nature发表了名为“Nanomagnetic encoding of shape-morphing micromachines”的文章[2]，该工作使用电子束光刻技术，制造出了只有几微米大小的可磁重组机器人，通过对单个区域的纳米磁体进行设计，将形状变化指令通过编程的方式输入微型机器人，对纳米磁体施加特殊的磁场序列后，实现微型机器人的形状变化，如图一所示。图一 四片式变形微机械的设计 a.磁体磁态随尺寸增大的示意图：i.超顺磁性；ii.室温下稳定的单畴；iii.多畴态。b. 部，四个面板微机械，面板I上有520 nm×60 nm（I型）纳米磁体阵列，面板II上有398 nm×80 nm（II型）纳米磁体阵列；底部，纳米磁体阵列的相应SEM图像。c. 体积相同但长宽比不同的单畴纳米磁体的磁光克尔效应磁滞回线。d.根据矫顽力的不同选择两个磁场对微机械进行编码的示意图。e. 应用控制磁场B=15 mT时的磁性结构（I型和II型纳米磁体）和微机械折叠行为示意图，光学显微镜图像显示了所制造器件的四种不同结构。从左到右，上/下折叠的面板数为4/0、3/1、2/2（折叠方向不同的对面面板）和2/2（折叠方向相同的对面面板）。 这项工作构建了一个模块化单元的集合，这些模块化单元可以编程为字母表中的字母，此外还构建了一个微型的“鸟”，能够进行复杂的行为，包括“拍打”、“悬停”、“转弯”和“侧滑”，如图二所示。这为创造未来的智能微系统建立了一条路线，这些智能微系统可以重新配置和原位重新编程，可以适应复杂的情况。图二 折纸式的微型“鸟”与多种形状变形模式 文章中，作者使用了英国Durham Magneto Optics Ltd.公司的磁光克尔效应系统-NanoMOKE3对不同型的纳米磁体进行了磁滞回线测试，同时使用该设备的电磁铁产生的磁场对纳米磁体阵列进行了编程。NanoMOKE3可以进行微区的超高灵敏度测试，在本工作中，作者通过激光聚焦在不同的纳米磁体上获得对应的磁滞回线，如图一c所示，为微型机器人的磁学编码工作提供了帮助。图三 磁光克尔效应系统-NanoMOKE3 NanoMOKE3主要技术特点：超高灵敏度~10-12emu微区磁滞回线，激光光斑~2μm超快测试速度，1秒内可获得磁滞回线克尔角检测＜0.5 mdeg纵向/横向/向克尔磁畴成像扩展无液氦低温MOKE图四 与Montana S50超精细多功能无液氦低温光学恒温器联用的低温MOKE 温度范围4.2K~350K磁场纵向＞0.4T，向＞0.3T 参考文献：[1] X H,zhao. et al. Nature 575, 58-59 (2019)[2] Cui, J. et al. Nature 575, 164–168 (2019).

美国麻省理工学院物理学家在单原子薄材料中发现了一种奇异的“多铁性”状态。他们的观察首次证实了多铁性可存在于完美的二维材料中。发表在最新一期《自然》杂志上的这一发现，为开发更小、更快、更高效的数据存储设备铺平了道路，这些设备由超薄的多铁性比特和其他新的纳米级结构组成。　　研究作者、麻省理工学院物理学教授努格迪克称，二维材料就像乐高积木，不同组合会出现百变形状。“现在我们有了一个新的乐高积木：单层多铁体，它可与其他材料堆叠在一起，诱导出有趣的特性。”　　实验证实，碘化镍在其二维形式中是多铁性的。更重要的是，这项研究首次证明了多铁有序可存在于二维中，这是构建纳米级多铁存储位的理想维度。　　在材料科学中，“多铁性”指的是材料电子中任何属性在外场下的集体转换，如它们的电荷或磁自旋方向。材料可以表现为几种铁性状态中的一种。例如，铁磁材料是电子自旋集体沿着磁场方向排列的材料，就像向日葵向着太阳转一样。同样地，铁电材料由自动与电场对齐的电子电荷组成。　　在大多数情况下，材料要么是铁电性的，要么是铁磁性的。它们很少能同时体现这两种状态。“这种组合非常罕见，”研究作者之一里卡多科明教授说。“即使对整个元素周期表都不加限制，也不会有太多这样的多铁材料生产出来。”　　但最近几年，科学家们在实验室里以奇特的耦合方式合成了表现出多铁性的材料，既表现为铁电体，又表现为铁磁体。电子的磁自旋不仅可受磁场影响，还可受电场影响。　　这种耦合的多铁性状态令研究人员十分兴奋，因为它具有开发磁性数据存储设备的潜力。在传统的磁性硬盘驱动器中，数据被写入快速旋转的磁盘上，磁盘上刻有微小的磁性材料域。悬浮在磁盘上的一个小尖端会产生一个磁场，它可以共同将域的电子自旋切换到一个方向或另一个方向，以表示编码数据的基本“位”——“0”或“1”。　　尖端的磁场通常是由电流产生的，这需要大量的能量，其中一些能量可能会以热的形式损失。除了硬盘过热外，电流产生磁场和切换磁位的速度也有限制。科明和努格迪克等物理学家认为，如果这些磁性比特可由多铁性材料制成，它们就可使用更快、更节能的电场而不是电流感应磁场来切换。如果使用电场，写入比特的过程将会快得多，因为在电路中可在几分之一纳秒内产生场，这可能比使用电流快数百倍。

无论是生产制造应用，还是复杂的工艺过程，确保机器装置正常工作及保障正常运行时间至关重要。状态维护系统有助于确保产量和质量，并降低因意外断电和维护维修产生的成本。今天，小菲就来和大家说说某台湾技术集成商ADE，基于FLIR AX8热像仪探测器的强大功能，面向公用事业单位开发了一套结构紧凑、价格经济的状态监控解决方案。降低成本的迫切性如今，大多数半导体行业的制造企业开始根据统计分析与预定义周期对关键设备进行预防性维护。虽然，此类实践在管理设备可用性与产品产量方面已取得可观成就，但时间成本和物料成本始终居高不下。有时，会造成对不必要的机器进行干预的浪费。此外，遗漏维护作业将导致机器故障、产品质量不佳与意外停机。FLIR台湾销售经理Wayne Sun表示：“维护是现代半导体制造企业的一个关键问题。过去，状态维护与监控曾被一些公用事业公司与高端行业采用，因设备停机产生的成本对公司的盈利能力起到关键影响。但随着时间的推移，像台湾的一些半导体与电子产品行业逐渐开始意识到状态维护与监控的必要性。”传统状态监控的局限性状态监控是识别设备内部性能的有效方法，对检测设备健康状况与潜在功能衰退过程具有指导意义。机器内部的热积聚是一项仅次于振动与功耗的重要指示参数。预测机器与系统故障的能力可显著降低各类成本，提高可用性能。 ADE位于台湾新台北市，为了在物联网领域发挥更多作用，依托无缝集成工业设备与其它数据探测器的先进视频处理技术，已在工业市场驰骋多年。Wayne Sun表示：“就预防性维护而言，ADE深知公用事业单位与生产企业的各项需求。如今，常用的预防性监控技术为可见光CCTV摄像头与热电偶。这两种技术已证实了其使用价值，但在预防性维护环境中，这些设备又存在一定的局限性。”毫无疑问，可见光相机能对设备进行全天候监控，并能及时识别某些生产问题，但却无法观察到导致设备发生故障的热积聚问题。为了检测设备温度，常用的设备有热电偶。由于热电偶只能在某个时间测量物体某个点的温度，并不能显示问题的完整热分布，因此，也具有一定的局限性。FLIR红外热像仪目前，红外热像仪在全球状态监控与过程控制应用领域得到了广泛应用。需要监控的典型设备包括：高低电压装置、水轮机、压缩机等机电设备。Wayne Sun表示：“热像仪能够观测预示设备故障的发热问题，为生产专家及决策者们提供更详细的信息。而且，它们能实现连续监控，无需中断生产，防微杜渐，将问题消灭在萌芽阶段。ADE作为FLIR热像仪的解决方案集成商与经销商，深知热成像技术的强大功能。公司已将热像仪机芯与部件集成于更庞大的系统中，用于许多垂直市场。但是，也仅仅是在FLIR AX8热像仪问世后，ADE才决定为生产企业及公用事业单位打造一套专用的状态监控解决方案：T-Guard。FLIR AX8 FLIR AX8尺寸仅为54x25x95mm，能轻松安装于空间狭小的区域，价格经济实惠，其将红外热像仪和可见光相机合二为一，提供连续温度监控和报警功能。FLIR AX8有助于您防止意外断电、非计划停机、服务中断和机电设备故障等。专属监控方案：T-GUARD温度监控系统ADE的T-Guard解决方案包含FLIR AX8热像仪与ADE的AD-TG200网络视频录像机，旨在帮助工厂与公用事业单位管理由FLIR AX8探测器触发的警报。此外，该解决方案还能提供其它探测器信息，如：IP摄像头、电压测量与环境温度测量。T-Guard基于数据采集、实时用电管理、光伏太阳能管理、环境控制系统(

蛋白质是生命的物质基础，通过与不同生物分子间的相互作用在生物体内执行着各项重要工作，其功能与结构直接相关。因此，解析蛋白质及其复合物高阶结构对于深入理解蛋白质功能、生理现象及药物研发具有重要意义。过去的60余年，随着X-射线晶体衍射(X-ray)、核磁共振(NMR)以及冷冻电镜(cryoEM)等技术的出现和不断发展，蛋白质结构解析取得了长足发展。然而，如何在分析蛋白质时使其保持近似自然生理环境的非变性状态，对其动态、异质性、相互作用等属性的研究是结构生物学领域的热点和难点。　　质谱技术的不断发展使其在蛋白质结构表征领域发挥了越来越重要的作用。非变性质谱(native MS)兴起于20世纪90年代，是一种可以分析蛋白高阶结构的生物质谱方法。与传统的破坏蛋白质立体结构和弱相互作用力的方法不同，非变性质谱采用质谱兼容的近生理pH值的溶液体系(主要为醋酸铵)和更温和的电离方式，使生物大分子在气相中能够最大程度地保持自然折叠状态、非共价相互作用和相关的生物学功能。因此，非变性质谱可以提供分子质量、寡聚态、构象(折叠vs 去折叠)、异质性、配体结合、靶蛋白-小分子亲和力以及复合物中蛋白亚基的相互作用网络关系等更具生物学意义的重要信息，为蛋白质“序列-结构-功能”关系提供分子基础，已成为结构生物学不可或缺的互补工具,在生物制药、蛋白一配体、蛋白一蛋白复合物结构分析等诸多领域具有广泛应用。　　近年来,蛋白质结构研究领域经历着剧烈的技术迭代。2021年人工智能(AI) AlphaFol2横空出世,将蛋白质3D结构预测的精度从60%提升到90%以上,在给传统结构解析技术带来冲击的同时,也为结构质谱的发展提供了契机。　　未来,非变性质谱技术的发展需要简化样品处理,提升仪器的灵敏度、分析通量和鲁棒性,实现内源性蛋白复合物样本的直接或原位分析,推动其在生物医药表征、蛋白多聚态等领域的更广泛应用。非变性质谱技术与离子消度(MS)、自上而下串联解离(top-down)、电荷检测质谱(CDMsS)等创新联用技术和方法的不断开发及完善,将极大地提升结构信息的广度、丰富度及精确度,补充生物物理学方法缺失的结构信息。同时,非变性质谱与cryoEM1、氢完交换质谱(HDX-MS)、交联质谱等技术联用将更加常态化,这些实验数据与AI结构预测算法的进一步整合将有效解决蛋白及蛋白复合物结构预测存在的精度问题,推动结构生物学发展,助力新药研发。　　此外,非变性质谱技术的应用发展将更加关注:1)蛋白复合物结构一功能关系的研究,通过与计算机模拟(MD)、HDX-Ms、cryoEM等技术联用,揭示标志物蛋白在人类疾病发展过程中的作用,推动靶向药物设计和精淮医疗 2)通过研究小分子与靶蛋白的相互作用获取二者结合的亲和力信息,加速靶向药物筛选 3)翻译后修饰(PTMS)、突变等因素导致的蛋白高度异质性及其对蛋白或亚基折叠动力学、构象及构象变化、结合计量比等造成的结构和功能影响 4)蛋白与其他生物分子(配体、DNAA/RNA、金属离子等)之间的相互作用。　　李惠琳，中山大学药学院教授，博士生导师。主要从事生物大分子质谱新技术的开发及应用，其研究主要侧重于1)开发整合结构质谱技术，并对蛋白质机器结构、功能和动态变化及靶向药物作用分子机制进行深入研究2)开发middle-down/top-down蛋白质组学技术，探索蛋白翻译后修饰在生命过程中的调控机制。承担国家自然科学基金项目3项，荣获美国质谱学会颁发的Postdoctoral Career Development Award (2014) ，入选珠江人才计划(青年拔尖人才，2019)，其研究成果发表在Nature Chemistry, Analytical Chemistry, J. Am.Soc.Mass Spectrom.等杂志。　　"非变性质谱技术研究与应用"专栏共收录7篇论文,既介绍了非变性质谱技术的样品制备、离子源、质量分析器、联用技术等基础内容,也涵括了样品提取、样品引入、离子化及电荷操控等方式,以及在蛋白结构及构象解析、蛋白・蛋白相互作用等领域的应用,代表了国内非变性质谱技术的发展现状。希望本专栏能成为《质谱学报》广大读者颇有价值的科技文献,同时也希望更多的学者加入到非变性质谱研究领域,推动我国结构质谱技术的创新发展。

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p 　　何为非变性质谱?就是选用温和的溶液体系及质谱条件，使蛋白保持在非变性状态下被分析。听到这，有些小伙伴可能会一头雾水：师兄师姐教我处理蛋白质样品的时候，第一步就是要变性啊，怎么现在又不要变性了? /p p 　　在通常的蛋白质相关分析中，为了破坏蛋白质的三维立体空间结构，便于酶解等操作，会通过加热或是加入高浓度的变性试剂(如尿素、盐酸胍等)，使蛋白质变性 另外，对于常用的分离手段——反相色谱来讲，其流动相的酸性pH条件与高有机相同样也会使蛋白质变性。当需要对蛋白质中的非共价结合进行研究时，为了避免非共价结合被强烈的变性条件所破坏，则需在非变性的液相-色谱条件下(通常为50mM醋酸铵，pH=7的中性体系)进行研究 另外，对于组成较为复杂的蛋白样品，在非变性条件下分析时，由于体系中质子数减少，所以蛋白电荷态数目也会相应减少，电荷态之间的相互重叠度也会下降，进而减少复杂组分之间的相互影响，从而能够得到复杂蛋白样品中每个组分的分子量信息(图1)。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图1_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/56171fe8-be7c-4cc8-a672-814a9fe87e30.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　 strong 图1 /strong 同一样品分别于变性及非变性条件下进行分子量测定的原始谱图 /p p 　　目前， strong 非变性质谱技术主要应用在两个方面 /strong ：一是 strong 生物制药领域 /strong ，通过打开单克隆抗体链间二硫键后在Cys位点上偶联小分子药物(Cys-ADC)的完整分子量分析，此类药物的链间仅靠非共价力结合，故变性条件下各条链会分离，无法测得其完整状态的分子量 另一应用方向为 strong 研究蛋白质多聚体 /strong ，非变性条件下不仅可以保持各个亚基间的非共价相互作用，同时由于中性条件更接近生理状态，得到的结果更具意义。 /p p 　　现在，非变性质谱与氢氘交换、X-ray衍射、核磁共振、冷冻电镜和cross-linking等技术联合使用、互为补充，已经越来越多的被应用在结构生物学、生物医药等领域的研究中。本期文章将会重点介绍非变性质谱在治疗性生物医药制品完整分子量测定中的研究，下期文章将会侧重介绍非变性质谱用于蛋白复合物的研究进展。 /p p span style=" COLOR: #002060" strong Orbitrap超高分辨质谱：非变性质谱研究的理想平台 /strong /span /p p 　　古人云：工欲善其事，必先利其器。要想研究做得好，趁手工具不可少!针对于非变性质谱研究中的需求，我们在Orbitrap质谱平台上对相关参数进行了优化，包括离子源区脱溶剂能量、质量范围的扩展以及高质荷比离子传输效率的优化等，使Orbitrap在固有的高分辨率、高质量精度及高灵敏度基础上，在非变性质谱领域也能有出色表现。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图2_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/caeec8f3-896f-4e02-a44a-84aae9ecd287.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　 strong 图2 /strong Orbitrap质谱平台用于非变性质谱分析 /p p 　　上文中提到，在生物制药领域中，会通过分子工程设计，在单克隆抗体的特定氨基酸上通过化学反应，偶联上小分子治疗药物，通过单克隆抗体的靶向识别功能将小分子药物精确带至病变细胞处并释放，达到精确给药、减少毒副作用的目的，这类药物被称作抗体药物偶联物(Antibody Drug Conjugates，ADCs)。在这类药物中，通过将单抗链间二硫键打开从而在Cys位点上偶联药物的Cys-ADC，由于其链间仅靠非共价力结合，故需在非变性质谱条件下才能对其完整分子量进行测定(图3)。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图3_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/270ff8dd-d5c1-442b-baf1-f287fcb557b9.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　 strong 　图3 /strong Cys-ADC结构示意图 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　图4展示了使用非变性质谱平台对Cys-ADC进行完整分子量测量的结果。由图中不难发现，使用体积排阻色谱(SEC)，可以将单克隆抗体与其他杂质分离开，而Orbitrap质谱平台能够得到基线分离、信噪比高的原始谱图。经数据处理软件解卷积处理后，可见偶联了0/2/4/6/8个小分子药物的簇峰分布，符合Cys-ADC的典型分布特征 解卷积后计算所得该ADC的药物/抗体比值(Drug to Antibody Ratio, DAR)，与之前报道过的DAR值相符。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图4_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/b494de8a-6ac5-42cf-ad12-d84637e32bef.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　 strong 图4 /strong 使用非变性质谱平台对Cys-ADC进行完整分子量测量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　(上)，原始色谱/质谱图 (下)，解卷积后谱图。 /p p 　　作为对照，在变性条件下也对同一个样品进行了分子量测定(图5)，发现链间的非共价结合在强烈的变性条件下均被破坏，只能观察到部分ADC的分子量信息。该实验进一步说明了在非变性条件下对Cys-ADC进行分子量测定的必要性。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图5_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/46b85220-b769-47dc-b534-f92c93b56cff.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　 strong 图5 /strong 变性质谱条件下对Cys-ADC进行分子量测量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　(上)，原始色谱/质谱图 (下)，解卷积后谱图。 /p p 　　对于常见的另外一种ADC——Lys-linked ADC，虽然其小分子药物与单克隆抗体是通过共价键相结合，但偶联上小分子药物后，ADC的复杂度大大增加，此时若在非变性条件下进行分子量测定，可以减少信号之间的干扰，得到更加准确的测量结果(图6)。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图6_20170406090915_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/7c9e60f0-f01a-45eb-85eb-f9dceece9c46.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　▲非变性条件可减少复杂组分间信号重叠 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 非变性2_20170406090518_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/e634be51-bf68-49f2-b7be-e205227a7242.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　▲非变性条件下Lys-ADC完整分子量测量结果 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　 strong 图6 /strong 使用非变性质谱平台对Lys-ADC进行完整分子量测量。 /p p 　　 strong 小结 /strong /p p 　　本期我们对非变性质谱技术的原理、适用范围进行了介绍，并以Cys-ADC与Lys-ADC样品的完整分子量测量为例展示了该方法的应用，不知道小伙伴们有没有对非变性质谱技术有个初步的了解呢?下期我们将会介绍该技术在蛋白复合物研究中的应用，各位看官走过路过不要错过，我们下期见! /p p 　　参考文献 /p p 　　[1] Dabaene et al., Anal Chem. 2014, Nov 4 86 (21):10674-83. /p p & nbsp /p

简介：在当今现代化产业快节奏中，没有人可以负担得起意外停产和代价过高的停工期所带来的损失。机器状态监控(MCM)就是为了避免上述情问题的发生。基于其多年来在热成像领域的应用经验，热成像专家MoviTHERM(美国加利福尼亚州，尔湾)设计了一套配有FLIR热像仪的专用MCM解决方案。热成像已经过证明，是在故障可能发生之前，监控机器健康状态以及检测潜在故障点的一种有效方式。可利用热成像对机电设备的关键运行状态健康状况以及磨损特性进行评估，同时，纵向温度数据对预测性维护计划非常有帮助。 热成像可能是当前可用的最简单的一种非接触式温度测量方法。对机器部件的“热点”进行监控，例如：电机、轴承、换热器、冷却风扇、排气口、管道等，可以对日后可能出现的故障点向您发出警告。此外，对电气部件热扫描，例如：电缆、电线、端子以及控制面板，能够快速地暴露诸如以下问题：负载不平衡、电流过载、电线松动、端子腐蚀或热管理问题。热成像有助于在早期检测到问题 — 提早控制问题发展为代价高昂、潜在关键的设备故障。热成像使这些不可见的问题可见，因此，可在发生灾难性故障之前采取校正性措施。这就是为什么采用热像仪用于关键设备监控会成为防止意外、非计划停工的极为有效的一道防线。MOVITHERM机器状态监控(MCM)解决方案MoviTHERM是一家经授权的美国菲力尔公司经销商、集成商、解决方案提供商以及产品开发公司。该公司提供热成像摄像机和热成像解决方案，用于远程监控、自动化成像和无损检测。MoviTHERM服务的其中一些行业包括航空航天、通用制造业、钢铁业、食品业、农业、油气、汽车制造业、学术界以及造纸和塑料。 为了满足故障检测和预测性维护对MCM使用不断增长的需求，MoviTHERM已开发了一种一站式集成MCM系统解决方案。该集成系统的设计满足工业MCM装置的具体需求。结合先进的热成像系统以及经验证的现货部件，MoviTHERM机器状态监控(MCM)系统可以可靠地在早期检测到问题 — 提早控制问题发展为代价高昂、潜在关键的设备故障。MOVITHERM MIO — 智能I/OMoviTHERM的MCM系统建在MoviTHERMMIO智能I/O模块周围。该模块处理来自热像仪的温度数据，并实时更新模拟(4-20mA)和数字(继电器)输出。智能I/O模块 — MoviTHERM MIO-AX8-7MIO采用先进的嵌入式结构，可以驱动音响报警、警示灯、自动拨号器、SMS信息发生器、数据记录器或任何其他标准功能工业装置 — 这些均无需使用专业的PC或PLC。内置基于浏览器的配置工具简化了系统设置和调试，因此，您可在数分钟内配置和部署MCM系统，而无需数小时的时间。FLIR自动化摄像机MoviTHERM机器状态监控解决方案与多个FLIR热像仪兼容。1.FLIR AX8FLIR AX8是带成像功能的热传感器。AX8将红外热像仪和可见光相机集成入一种结构小巧、经济实惠的架构中，为关键机电设备提供连续的温度监控和报警。AX8帮助用户防止意外停机、服务中断以及设备故障。AX8的尺寸仅为54 x 25 x 95 mm，使其容易安装在空间有限的区域内，可用于为关键机电设备提供无间断状态监控。2.FLIR FC-R系列FC-R系列具备单板、非接触式温度测量功能，能够对变电站、废物处理以及贵重设备进行火灾检测、安全性以及热监控。FC-R系列同时具有最新的细节成像和车载视频分析技术。FC-R系列通过电子邮件、网页和移动应用程序、优势的图像储存、数字输出或VMS事件通知，提供可靠的检测和灵活的报警选项。3.FLIR A310固定安装式热像仪，如FLIR A310，几乎可以安装在任意地方，以对关键设备和其他有价值的资产进行监控。该热像仪可帮助保护生产装置和测量温度差值，对给定情况的危险程度进行评估。这就使得用户能够在问题转变为代价较高故障之前查看到问题，防止停工并提高工人的安全性。4.FLIR NVRFLIR网络视频录像机(NVR)显示从视频显示屏上FLIR热像仪反馈的现场视频。此外，NVR的配置可以显示屏幕上警告以及报警指示。在启用视频归档功能后，用户可保存数月的车载视频，用于记录审查和发布分析。在添加至NVR的网络连接后，可使用FLIR云技术在世界任何地方对监控系统进行评估。报警和现场视图，甚至可利用运行免费FLIR云应用程序的PC、Mac、Android或Apple iOS装置，远程查阅。无限制接口潜能MoviTHERM的机器状态监控解决方案与警示灯、音响报警、自动拨号器、PLC控制器 — 任何您可想到的电气或控制装置类型连接。该解决方案采用整洁、组织良好的封装，具备智能传感器功能、内置操作员界面/视频墙以及数据归档功能。该解决方案目前已在国内上市，了解更详细的信息，请前往“菲力尔中国”展位。

制造和生产过程中，如何确保设备的使用寿命和高效运行一直面临挑战，尤其是在老化的情况下。随着时间的影响，设备会因摩擦、腐蚀、热和机械循环、振动等导致性能下降，最终导致设备故障。因此，保障企业稳定运行的关键是确定何时发生这些情况，以便在最佳时间进行预防性维护，才能用尽可能低的成本防止故障，并且不会对生产造成重大影响。提前识别故障：P-F 曲线做设备预防性维护的用户对于P-F曲线一定很熟悉，它展示了组件生命周期的不同阶段，说明了检查方法何时可以揭示设备的健康状况，从主动阶段到发现故障。P-F曲线如您所见，温度分析是预测领域中可使用的一种重要状态监测技术，因此能看见温度的热像仪可以用作早期预警系统，甚至在出现肉眼可辨别的故障之前，就能指出机器或资产何时出现磨损迹象。趋势分析的重要性热像仪的核心是捕获资产的温度读数，单一的温度读数可以提供见解，但分析其单一的价值可能有限。比如工厂中的电动机，其运行温度为73°C。如果没有额外的数据，这是否令人担忧？为了确定这一点，可能需要深入研究电机的细节，检查其标准工作温度范围。然而即便如此，也可能无法提供完整的画面。例如，如果电机的标准范围为50°C至80°C ，则在73°C时，电机当前在此温度范围的高位运行。但是，应该多久检查一次？目前的情况如何？何时需要维护？它会发生故障吗？这些问题仍未得到解答，我们还是无法预测该电机的未来状况。了解机器的运行状况不仅仅是一次测量。外部和内部因素，如负载变化、冷却效率和环境条件等，都会影响工作温度。随时间推移，跟踪这些温度可为状态监测专家提供更清晰的画面。如果2019年1月安装了一台电动机，并获取了每月的温度读数，则可以绘制温度图，以确定该特定电机在该位置为特定过程提供动力的操作规范。运行良好的电机可以记录类似于下图所示的温度：电动机1温度趋势（2019-2023 年）：电机的季节性变化表明在标准运行范围内性能稳定。这张图显示了一台电动机，其温度波动程度在50°C和55°C之间，它与一年中的季节相当吻合，夏季变暖，冬季变冷。那么，我们可以从这些信息中确定：电机在标准工作温度范围的低位运行，似乎没有机械过载或负载特别高。除非温度发生显著变化，否则状况监测专业人员可以每两到三个月检查一次电机。该电机没有明显的担忧迹象，因此预计它在可预见的未来将继续可靠地工作。2019年，这台电机旁边还安装了另一台电机，其温度读数也按月捕获，下面是电机温度的比较：电动机2的温度趋势（2019-2023 年）：季节变化、上升模式和维护干预的影响上图说明了电动机2几年来的温度趋势，突出了几个关键观察结果：季节相似性和温度上升：最初，温度模式模拟了与早年相似的季节变化。然而到2021年，可看到明显的增长，与早期的趋势不同，这表明了一个潜在的问题；温度暂时下降：2022年8月和9月期间气温大幅下降，表明需要采取纠正措施或改变条件，从而恢复到可接受的工作温度；运行规范和可靠性预测：尽管有这些波动，温度仍在电机的运行规范范围内，了解该电机的历史温度有助于预测其未来的可靠性；环境影响：这种温度变化趋势在灰尘和碎屑逐渐阻塞散热片和气流的环境中很常见，导致温度稳定上升。随后的清洁可以恢复冷却效率；其他原因：需要注意的是，这种趋势还可能源于各种因素，如电机负载变化、较大的碎屑阻碍电机正常运转、传动链或皮带张力的变化、冷却风扇的放置或热空气抽取效率等。上图很好的说明了定期清洁和维护的重要性。它强调了需要意识到可能影响电机温度的不同因素，并强调了解决基本冷却问题以防止未来出现更严重问题的重要性，也就是监测和维护的重要性！总之，虽然此图指出了异常情况并提出了可能的问题，但它无法明确指出原因。定期监测和维护，以及对电机运行环境和历史的深入了解，对于确保其最佳性能和使用寿命至关重要。现在，让我们研究一下同样在2019年安装的第三台电动机，看看它们如何比较：电动机3的温度趋势（2019-2023 年）：高于制造商规格的季节性标准，表明可能需要进行调查上图展示了电动机3的温度变化趋势，提供了有价值的见解：初始温度读数：电机的温度为73°C，完全符合制造商规定的操作规范。这表明，电机按预期运行；单个温度读数的意义：虽然73°C的一次性读数并不令人震惊，甚至可以被视为令人放心的结果，但需要关注的是整体温度变化趋势，单个数据点并不总是能提供能反映电机健康状况的完整情况；与其他电机的比较：在某一点之前，电机3的性能与电机1和电机2中观察到的年度季节性变化一致。这表明这些类型的电机在正常条件下的典型行为模式；近期温度升高：但是，该图显示了从2023年1月开始发生变化。电机的温度开始升高，偏离了通常的模式，此变化可能表示影响电机性能的潜在问题。最近的温度升高，特别是与历史数据相比，表明电机3可能存在问题进一步发展。这需要进一步调查以确定原因，并确定是否需要进行维护或调整以防止潜在故障的发生。电动机3未来会怎样？以下用图表示两种可能情况：电动机3的温度趋势：未经维护的过热风险导致超过105°C的故障如果在没有调查、维护或进一步行动的情况下使用该电机，则温度可能会继续上升，直到出现故障。上图显示了这一点，并显示证明了温度超过105°C会导致立即故障的结果。电动机3的温度趋势：在安全范围内控制温度升高上图讲述了另外一个不同的故事，也许是由于电机运行的生产过程被专门用来满足新的输出负载要求，所以对电机的功耗需求也明显增加了？温度仍在电机可接受的工作范围内，但对这种热异常的根本原因我们有了更明确的解释。利用热趋势分析优化设备健康监测单独的温度读数可以分析了解设备状况，但这只能与制造商推荐的电机或制造、生产过程中的其他资产的工作范围进行比较。这可能会产生误导，无法真正了解资产和设备的状况，而资产和设备的状况对企业的可靠运营至关重要。定期读取温度读数可以帮助我们了解所检查的每一项资产的全貌。这并不意味着温度永远不会改变，但热异常通常是有原因的。如果出现无法解释的温度变化，则可以通过检查、清洁、维护或采取其他措施将设备恢复到其正常工作温度，否则的话设备可能会很快的运行变得更热，这样的话，就需要更进一步监测以更准确地预测故障点。如果您的企业依靠制造或生产设备、配电板、电机、泵、机械或其他机械或电气设备生存，那么对您来说，这些设备不会意外故障可能很重要。FLIR预防性状态监测解决方案通常用于制造或生产环境，以准确获取温度读数。持续监控的目的是在故障发生前识别问题，防止发生成本高昂的停机事件。使用FLIR热像仪进行适当的连续状态监控是维持正常运行时间的有效方法。

近日，一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中，来自伊利诺伊大学的科学家们通过研究发现，细胞尺寸和细胞的周期状态或许在HIV中扮演着关键的决定性作用。如今抗逆转录病毒药物的开发使得HIV感染成为了一种可控的慢性疾病，然而如果未能及时诊断或治疗，HIV感染就会进化成为AIDS（获得性免疫缺陷综合征），2017年全球大约有100万人因感染HIV而死亡。挽救生命的药物并不能治疗HIV，因为当HIV感染机体后其会偷偷地靶向作用诱发机体抵御任何感染的免疫反应的细胞，尤其是HIV会入侵CD4 T细胞，并不断复制最终接管CD4宿主细胞的DNA。研究者Roy Dar教授说道，当感染CD4 T细胞后HIV会经历两种命运中的一种，其要么会整合成为复制状态，诱发成百上千个感染性病毒颗粒的产生；要么会进入一种休眠状态。这项研究中，研究人员重点分析了如何有效清除HIV潜在的病毒库，因为HIV病毒库会自发激活并且躲避药物疗法的攻击，如果HIV感染者没有严格遵守抗逆转录病毒药物体系的治疗，其机体中的病毒库就会激活从而引发感染者出现一系列疾病症状。截至目前为止，并没有一种有效的方法能够区分出机体中未感染的细胞和潜在感染的细胞，而诸如这种策略就能够支持当前科学家们治疗HIV感染的疗法。这项研究中，研究人员在实验室中调查了被HIV潜在感染的T细胞的重新激活的过程，他们构建出了一种携带绿色荧光蛋白（GFP）的特殊病毒结构，当细胞重新激活时GFP就会发生表达。研究者所开发的延时单细胞成像技术能够通过计算GFP的平均荧光强度来监测单个细胞从沉默状态到活跃状态的重新激活过程；一旦研究人员鉴别出重新激活的细胞后，他们就会对细胞的尺寸进行计算，并确定重新激活所需要的细胞平均参数，结果发现，在潜伏的细胞群体中，只有较大尺寸的细胞会恢复活性，而较小的细胞则会保持沉默。据研究者介绍，较大的宿主细胞尺寸或能提供一种天然的细胞机制来帮助增强病毒表达所需要的细胞裂解量，同时当病毒决策发生偏离时也能够帮助破坏病毒的潜伏状态。Dar说道，这项研究中我们提出了一种被动性的宿主细胞主导病毒制定决策的案例，当宿主细胞尺寸较小时病毒就不会发起攻击，只有当宿主细胞尺寸较大时病毒才会被重新激活。此外，研究者还发现，细胞从潜伏状态过渡到活性状态依赖于细胞的周期（即细胞中DNA复制的阶段），同时其还受到了药物疗法的调节；研究者表示，我们可以使用药物疗法来调节特定细胞周期状态内外的细胞数量，从而感染HIV的激活决策；本文研究结果有望帮助研究人员开发抑制HIV感染的新型策略和疗法，后期研究人员还希望通过更为深入的研究来阐明细胞尺寸和周期状态如何影响HIV的感染决策。

形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。迄今为止，人们发现具有形状记忆效应的合金有50多种，在航空航天、机械电子、生物医疗等领域具有广泛的应用。下文将举例介绍电子探针（EPMA）在镍-钛形状记忆合金中的应用。图1. 岛津场发射电子探针EPMA-8050G岛津EPMA-8050G型电子探针（图1）搭载高质量场发射电子光学系统，结合岛津特有的52.5°高X射线取出角和全聚焦晶体，可以实现：01优越的空间分辨率EPMA-8050G可达到的更高级别的二次电子图像分辨率3nm（加速电压30kV）。（加速电压10kV时20nm@10nA/50nm@100nA/150nm@1μA）02大束流更高灵敏度分析可实现其他仪器所不能达到的大束流（加速电压30kV时可达3μA）。在超微量元素的检测灵敏度上实现了质的飞跃，将元素面分析时超微量元素成分分布的可视化成为现实。按原子比由Ti和Ni各占50%的合金称为镍-钛合金(Nitinol)，具有良好的形状记忆性能和超弹性性能。形状记忆合金具有一个显著的特点，即变形到任意形状后，加热到相变温度(相变点)或更高时，能恢复变形前的原始形状，而超弹性合金则是在载荷作用下变形，在载荷消除后恢复原始形状。相变温度大致可以在0℃-100℃之间变化，主要通过改变Ti和Ni的合金原子比值或者加入1%或更少的第三相元素（比如Cr、Co、Cu等）。正畸金属丝是一种典型的镍-钛合金，具备形状记忆和超弹性性能，主要的选材差异在于根据患者的牙周状况和对疼痛的敏感程度来选择具有不同相变温度的矫正材料。图2. 展示了正畸金属丝中主要的合金元素面扫描图像及相分析结果，清晰可见材料基体的元素组成以及其中离散分布的微米级别的混合相结构。图2. 正畸金属丝中各合金元素面扫描图像及相分析结果选择三种具有不同相变温度的正畸材料分别进行定量分析，结果如表1所示，总含量低于1%的Cr元素存在较为明显的含量差异。表1. Af27、Af35、Af40型号正畸金属丝元素定量测试结果结合图3. 展示的三种不同型号的元素面扫描结果，可以更清楚地看到Cr元素含量的差异，同时离散分布的点状微结构中Ni元素被替代的情况也存在差别。图3. 各型正畸金属丝中的元素面扫描图像（a）Af27，（b）Af35，（c）Af40图4. 展示了放大条件下Af27材料中微结构的元素面扫描及相分析结果，表明多化合物混合相的存在。图4. Af27正畸金属丝中化合物相分析更多电子探针仪器信息和相关应用敬请关注岛津科技资讯通推文内容。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

众瑞针对《环境空气质量标准》不在执行标准状态， 改为参比状态或监测时状态的解决方案告知函 尊敬的各位众瑞客户：生态环境部新发布了《环境空气质量标准》（gb 3095-2012）修改单以及《环境空气 二氧化硫的测定 甲醛吸收—副玫瑰苯胺分光光度法》（hj 482-2009）等19项标准修改单公告。标准修改单自2018年9月1日起实施。根据生态环境部《环境空气质量标准》（gb 3095-2012）修改单，3.14“标准状态standard state 指温度为273 k，压力为101.325 kpa时的状态。本标准中的污染物浓度均为标准状态下的浓度”修改为：“参比状态 reference state 指大气温度为298.15 k，大气压力为1013.25 hpa时的状态。本标准中的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、氮氧化物等气态污染物浓度为参比状态下的浓度。颗粒物（粒径小于等于10 μm）、颗粒物（粒径小于等于2.5 μm）、总悬浮颗粒物及其组分铅、苯并[a]芘等浓度为监测时大气温度和压力下的浓度”。 众瑞参与此次软件升级的仪器清单如下：zr-3922型环境空气颗粒物综合采样器zr-7200系列扬尘在线监测系统zr-3920系列环境空气颗粒物综合采样器zr-5410a便携式气体、粉尘、烟尘采样仪综合校准装置zr-3920g型高负压环境空气颗粒物采样器zr-5040孔口流量校准器zr-3930系列环境空气颗粒物采样器zr-5220烟尘采样器校准仪zr-3500系列大气采样器zr-5330a智能质量流量计zr-3950环境空气有机物采样器zr-5320智能皂膜流量计zr-3620abc小流量气体采样器zr-5400气体罗茨流量计zr-7010便携式空气颗粒物浓度测定仪zr-5420孔口流量校准装置升级内容包括：空气颗粒物采样器：所有保持不变，在采样、查询、u盘导出和打印过程中，增加“参比体积”； 空气颗粒物直读采样器：所有保持不变，在采样、查询、u盘导出和打印过程中，增加“参比体积”，仪器显示的颗粒物浓度值更改为“工况浓度”；环境空气气态污染物的采样器：所有保持不变，在采样、查询、u盘导出和打印过程中，增加“参比体积”；环境空气气态污染物直读类仪器：所有保持不变，在采样、查询、u盘导出和打印过程中，增加“参比体积”；把原来的“标况浓度”更改为“参比浓度”；我司提供的解决方案：1、在上述仪器不进行软件升级的情况下，您依然可以使用，只要通过以下公式即可将标准状态下的采样体积换算为参比状态下的采样体积，再进行浓度的计算。v参体= v标体*298.15/273=v标体*1.09式中：v参体——参比状态（298.15k，1013.25 hpa）下的采样体积，l；v标体——标准状态（273k，101.325kpa）下的采样体积，l。2、颗粒物（粒径小于等于10 μm）、颗粒物（粒径小于等于2.5 μm）、总悬浮颗粒物及其组分铅、苯并[a]芘等浓度为监测时大气温度和压力下的浓度”。 备注：众瑞相关仪器原来就有大气温度和压力下体积（实体）的显示和存储，所以仪器不需要改变。3、近期内（1～2个月）没有仪器使用情况，您可联系我司当地客服工程师，预约时间为您上门升级程序。注意：因程序升级将改变数据的存储格式，仪器中原保存的数据可能会发生变化，请客户提前做好相关数据的备份。 我们会尽快为您安排仪器软件升级，因升级给您带来的不便敬请谅解！ 特此函达青岛众瑞智能仪器有限公司二〇一八年八月二十九日

2021年6月1日，《增材制造 金属粉末性能表征方法》（GB/T 39251-2020）[6]正式实施， 该标准中明确要求按照《粒度分析 图像分析法 第2部分:动态图像分析法》（GB/T 21649.2- 2017）[3]来检测并计算金属粉末颗粒投影的球形度值。早在2018年，德国最大的学术组织德 国工程师协会（Verein Deutscher Ingenieure，VDI）在《Additive manufacturing processes, rapid manufacturing Beam melting of metallic parts Characterisation of powder feedstock》（VDI 3405 Part 2.3）[13]中已将动态图像分析法列为增材制造金属粉末粒度及粒形分析的首选方法；美国材料试验协会（American Society of Testing Materials，ASTM）在《Additive manufacturing — Feedstock materials — Methods to characterize metal powders》（ASTM 52907:2019）[12]中， 也将动态图像分析法列为金属粉末粒度分析的方法之一。此次GB/T 39251的实施，代表着我国在金属粉末表征领域与国际同步。 自1999年动态图像法被发明至今已有22年的发展历程，技术层面已经十分成熟，得益于其“所见即所得”的直接测量方法，如今在亚微米-毫米尺度内正被越来越多的用户推崇， 用于颗粒粒度与粒形表征。本文使用图像分析法，激光衍射法和筛分法分别测量了金属粉末的粒度与形状，从形状分析灵敏度、与传统方法对比以及对大颗粒的检测灵敏度等方面对测量结果进行了对比分析，论证了图像分析法在该领域的应用优势。 1. 动态图像法分析原理说明：1 分散态的颗粒；2 颗粒运动控制装置；3 测量区域；4 光源；5 光学系统；6 景深；7 图像采集 设备；8 图像分析设备；9 显示 图1 动态图像法流程图 动态图像分析流程：粉末样品在（2）颗粒运动控制装置的控制下，均匀分散地进入（3） 测量区域，（4）光源发射的可见光经（5）光学系统转变为平行光，平行光照射到粉末颗粒 后形成的颗粒投影被（6）图像采集设备拍摄捕捉，颗粒图像传输至（8）图像分析设备，统 计分析得到最终结果（9）。图2 基于双摄像头成像技术的Microtrac MRB动态图像分析仪Camsizer X2，分析范围0.8μm-8mm 2 . 动态图像法在增材制造领域的应用优势 增材制造金属粉末粒度一般在20μm-80μm之间并且分布尽可能窄，同时卫星颗粒、非球形颗粒、超大颗粒或熔结颗粒的含量应尽可能低，以提高粉末烧结性能并且避免成型缺陷。 另外，3D打印过程中仅有少部分粉末用于部件成型，另有大部分粉末需要回收利用，回收粉末是否仍然满足打印质量要求是金属粉末质量检测的重要课题。传统方法一般使用筛分法或 气流分级法分级金属粉末得到所需粒度段，使用激光衍射法和筛分法测定金属粉末粒度分布，使用扫描电镜观察金属粉末球形度。 2.1 快速准确定量分析颗粒形状 利用气雾法在不同生产条件下得到原始粉末，并使用筛分法筛选出＜60μm的1#与2#合 金粉末，使用SEM扫描电镜观察1#与2#合金粉末，得到图3样品图片，使用动态图像分析仪 Camsizer X2检测1#与2#合金粉末，得到图4的粒度分布与粒形分布曲线。图3 1#、2#合金粉末的扫描电镜图像图4 1#与2#合金粉末的粒度频率分布曲线（左）与球形度曲线（右）分析仪器：Microtrac MRB德国麦奇克莱驰 Camsizer X2 如图4所示，1#与2#样品粒度分布几乎完全重叠，但其球形度SHPT分布曲线呈现明显差 异，其中1#样品SHPT曲线整体更靠近右侧，表明1#样品的颗粒形貌更加规则。 表1 具有相同粒度分布的两个金属粉末样品的动态图像分析结果从表1中可知，1#与2#样品的D10、D50、D90值偏差仅有1μm左右，使用激光粒度仪根 本无法检测出两个样品的差异；使用SEM观察颗粒形状，如图3所示，虽然直观感觉1#样品 的形貌比2#样品更加规则，但SEM无法量化表征粒形数值，只能作为参考展示和定性分析； 使用动态图像法检测两个样品，球形度SPHT平均值分别为0.9166和0.8596，如果把球形度值 0.9作为球形颗粒认定标准的话，1#与2#样品SPHT＞0.9的球形颗粒占比分别为65.88%和 38.02%。动态图像分析仪仅用时4-5分钟，就统计了超过1000万颗颗粒信息，得到极佳的具 有统计代表性的结果。 2.2 粒度粒形同步分析 Microtrac MRB动态图像分析仪Camsizer X2采用两个420万像素的高分辨率摄像头，每 秒钟可拍摄超过300张图像，软件统计每一张图像中的每一颗颗粒粒度及形状数据。 使用Camsizer X2检测金属粉末得到颗粒投影原始灰度图像，如图5所示，使用图像分析 功能提取出两颗颗粒的粒度与粒形数据如表2所示。图5 动态图像法单颗粒投影原始图像 表2 单个颗粒粒度与粒形数据动态图像法拍摄统计每一颗颗粒的粒度及粒形数据，基于真实的颗粒测量，所见即所得， 不受样品折射率、遮光率的影响，不受筛网变形影响，检测结果比激光粒度仪和筛分仪更加 可靠。但是在新颁布的国家标准中，粒度分布测定方法仅列出了激光衍射法与筛分法，笔者 分析是在标准制定过程中，考虑到目前图像法分析仪的市场占有率远远低于激光粒度仪，出 于方法普遍性而做出的选择。在德国VDI和美国ASTM标准中，均将图像法列为粒度和粒形 分析方法之一，在后续的标准修订中我们应该改进。 2.3 与传统方法的对比 根据样品不同、检测方法不同、应用方向不同，颗粒粒径有多种不同定义，如图6所示。 图 6 常用的颗粒粒径定义 Xc min：颗粒弦长，从 64 个不同方向测量颗粒在该方向上的最大弦长 Xc，取 64 个弦长值中最小的一 个作为颗粒弦长 Xc min，Xc min常用于和筛分法结果对比。 Xarea：等效球径，与颗粒投影面积相等的圆形的直径，Xarea 常用于和激光衍射法结果对比。 XFe max：颗粒长度，从 64 个不同方向测量颗粒在该方向上的费雷特直径 XFe，取 64 个费雷特直径中最大的一个作为颗粒长度 XFe max，即颗粒的最大卡规径。 动态图像法根据颗粒投影所占据的像素数量与位置，一次进样可以检测图 6 中 3 种不 同的粒径定义。 2.3.1 动态图像法与激光衍射法的对比 激光粒度仪一般基于米氏理论或弗朗霍夫理论，利用颗粒对光的散射现象，根据散射光 能的分布计算被测颗粒的粒度分布：当样品颗粒的散射光分布与某一大小的球形颗粒的分布 一致时，即认为样品颗粒大小等于该球形颗粒的直径。即激光粒度仪所测粒径为图6中的等 效球径Xarea，对于大部分非规则的颗粒样品，激光粒度仪测量结果存在系统性偏差。 分别使用动态图像分析仪与激光粒度仪测量4种不同形状的金属粉末，得到图7的粒度累积分布曲线。图7 激光粒度仪与动态图像分析仪粒度累积分布曲线对比 动态图像分析仪器：Camsizer X2（Microtrac MRB） 激光粒度分析仪器：Sync（Microtrac MRB） 红色曲线：Xc min 颗粒弦长；绿色曲线：Xarea 等效球径；蓝色曲线：XFe max 颗粒长度；黑色曲线：激光粒度 使用动态图像分析仪可以同时得到颗粒弦长Xc min、等效球径Xarea与颗粒长度XFe max三条 曲线，如果样品是球形颗粒，如图7中Sample1与Sample2所示，3条曲线差距很小；如果样品 中含有非球形颗粒，如图7中Sample3与Sample4所示，3条曲线就会呈现明显差异，并且样品 越不规则，3条曲线差异越明显。激光粒度仪无法区分颗粒宽度与长度，其检测结果一般位 于动态图像分析仪的颗粒弦长与颗粒长度之间。Sample2为通过53μm孔径筛网的金属粉末，所有颗粒的弦长均应小于53μm，只有部分 颗粒的长度可能大于53μm。如图7所示，Sample2的红色曲线Xc min上限D100＜53μm，只有 蓝色曲线XFe max检测到少量＞53μm的颗粒，而黑色曲线激光粒度数据显示有超过5%的颗粒 ＞53μm，与实际存在误差。这表明，激光粒度仪对颗粒粒度上限的检测精度不够准确，图像分析仪可以准确检测粒度上限D100，更接近真实结果。 2.3.2 动态图像法与筛分法的对比 筛分法作为一种经典的颗粒分级与粒度分布测量方法，被广泛应用于金属粉末的质量控制，此次实施的国家标准中，建议＞45μm的金属粉末可以采用筛分法来测定粒度及粒度分布。筛分法的优点是检测范围宽、重复性好、设备成本低，缺点是检测效率低，人为误差大， 受筛网变形影响大。目前所用的筛网一般是金属丝编织筛网，网孔大小指方形网孔编织丝线 间的垂直距离。理论上标准球形颗粒通过筛网的最小孔径等于其颗粒直径，非球形颗粒通过 筛网的最小孔径约等于其颗粒弦长，如图4所示。 分别使用筛分法和动态图像法测量某粒度区间位于100μm-5mm的宽分布塑料颗粒，得到图8所示曲线。图8 宽分布塑料颗粒动态图像法与筛分法一致性曲线，横坐标为筛网目数 动态图像法分析仪器：Camsizer P4（Microtrac MRB） 筛分法分析仪器：AS200C（Retsch GmbH） 如图8所示，即使是粒度分布非常宽的样品，动态图像分析仪Camsizer也能够准确检测， 检测结果Xc min与筛分法结果高度一致，可以直接替代筛分法用于金属粉末的粒度和粒度分布测定。 实际筛分过程中，由于筛网的产地不同、标准不同、质量不同等多方面因素，再加上筛分过程中的人为误差，常常会产生非常大的筛分误差。为减小筛分误差，首先应选用经过计量认证的不易变形的标准筛网，其次，应使用振动筛分仪器在标准程序下进行筛分。 2.4 超大颗粒的检测灵敏度 增材制造金属粉末中少量大颗粒的存在会很大程度上影响粉体流动性和铺粉效率，从而影响成型件的结构强度，容易形成空隙和划痕，所以需要对金属粉末的粒度分布，尤其是超大颗粒的含量进行严格的控制。传统的激光粒度仪由于分析原理限制，对于超大颗粒的检测灵敏度仅为 2%左右。德国麦奇克莱驰 Microtrac MRB 的动态图像分析仪 Camsizer X2 采用 双摄像头技术，拍摄区域宽，分析精度高，对超标颗粒检测灵敏度可达 0.01%。 在约5克＜80微米的金属粉末样品（图9 上左）中加入约0.005克（0.1%）的超过200μm 的大颗粒（图9 上中），使用Camsizer X2检测该混合样品得到图9下粒度分布曲线。‍图9 动态图像分析仪Camsizer X2对超大颗粒的检测灵敏度 如图9下所示，Camsizer X2准确检测到0.1%的超大颗粒。继续添加不同组分的超大颗粒， 验证Camsizer X2对大颗粒含量的识别精度，得到如表3结果： 表3 Camsizer X2对不同组分大颗粒的检测精度即使低至0.005%含量的超大颗粒，Camsizer X2也能够准确识别，依靠其双摄像头成像 技术，Camsizer X2超宽的检测范围不会漏拍任何颗粒。 3. 静态图像分析法在增材制造领域的应用 此次实施的标准中，显微镜法也是测量粉末球形度的方法之一。显微镜配备测量软件， 即为一台静态图像分析仪器，方法依据《粒度分析 图像分析法 第1部分：静态图像分析法》 （GB/T 21649.1 2008）[4]。图10 德国麦奇克莱驰Microtrac MRB静态图像分析仪Camsizer M1 静态图像分析仪Camsizer M1配备最多6个不同倍数的放大镜头，可以清晰拍摄细至0.5 微米的颗粒，检测上限可达1.5毫米，完全覆盖金属粉末的粒度范围。 与动态图像法一样，静态图像法同时检测颗粒的多项粒度与粒形参数，如图13所示。分 别使用动态图像分析仪Camsizer X2与静态图像分析仪Camsizer M1检测粒度区间位于38-53 μm和90-106μm的颗粒样品，对比两种方法的优劣，得到图11所示粒度频率分布曲线与表 4检测数据。‍图11 动态图像分析与静态图像分析结果 动态图像分析仪：Camsizer X2 （Microtrac MRB） 静态图像分析仪：Camsizer M1 （Microtrac MRB） 表4 动态图像分析与静态图像分析检测结果静态图像分析仪样品统计量少，容易产生取样误差，适合窄分布的样品。由于颗粒统计量少，所以大颗粒对静态图像分析仪检测结果影响较大，如图11所示，90-106μm样品的静 态图像分析曲线连续性较差，为了增加颗粒统计数量提高统计代表性，静态图像分析仪检测 时间一般在10分钟以上。 由表4可知，窄分布细颗粒样品的动态图像与静态图像检测结果一致性较好，宽分布粗颗粒样品一致性较差；动态图像比静态图像分析时间短，颗粒统计量大。 同时，静态图像分析要求颗粒应以合适浓度均匀分散在载玻片上。Camsizer M1配备专门的粉末分散装置M-jet，使用10-70kPa的负压均匀分散粉末，避免由于分散不均造成的颗粒 堆叠、黏连现象，分散效果如图12所示。图12 采用M-jet分散的金属粉末总览图 Camsizer M1采用透射光与入射光两种光源，能够从多角度拍摄分析金属粉末，在软件中分别读取入射光颗粒图像与透射光颗粒图像，见图13。图13 Camsizer M1入射光（左）与透射光（右）拍摄的金属粉末原始图像 由于颗粒处于静止状态，并且光学系统性能更加优秀，静态图像分析仪的成像质量一般远远优于动态图像分析仪。Camsizer M1的入射光图像（图13 左）能够拍摄颗粒表面细节， 观察卫星颗粒、熔结颗粒以及异形颗粒的状态，有助于更深层次了解金属粉末。 总结 图像分析法在亚微米-毫米尺度内正被广泛应用于粉体粒度分布与颗粒形貌的分析，完美适用于增材制造金属粉末。 图像分析法分为动态图像分析与静态图像分析两种，动态图像法的优势是统计代表性好、 检测时间短，检测结果可以与激光衍射法和筛分法对比，适用于金属粉末的快速准确质检； 静态图像法的优势是图像清晰度高，可以观察更多金属粉末的表面细节，适用于研发，但静态图像法检测时间长、统计代表性有待提高，取样量少容易产生取样误差，摄像头的聚焦范围窄，不适用于宽分布样品的检测分析。参考文献 1. Microtrac MRB. 066 Metal Powders with Lazer Diffraction and Image Analysis Sync X2 EN 2. 郭瑶庆, 严加松, 舒春溪,等. 催化裂化催化剂形貌分析方法的建立[J]. 工业催化, 2020(3):73-77. 3. GB/T 21649.2-2017,粒度分析 图像分析法 第2部分:动态图像分析法[S]. 4. GB/T 21649.1-2008,粒度分析 图像分析法 第1部分:静态图像分析法[S]. 5. GB/T 15445.6-2014,粒度分析结果的表述 第6部分:颗粒形状和形态的定性及定量表述[S]. 6. GB/T 39251-2020,增材制造 金属粉末性能表征方法 7. 罗章, 蔡斌, 陈沈良. 动态图像法应用于海滩沉积物粒度粒形测试及其与筛析法的比较 [J]. 沉积学报, 2016, 34(005):881-891. 8. 涂新斌, 王思敬. 图像分析的颗粒形状参数描述[J]. 岩土工程学报, 2004, 26(5):659-662. 9. 杨启云, 吴玉道, 沙菲,等. 选区激光熔化用Inconel625合金粉末的特性[J]. 中国粉体技术, 2016(3):27-32. 10. [1]刘鹏宇. 典型选区激光熔化粉末的特性及其成型件组织结构的研究[D]. 兰州理工大 学. 11. Nan D , Zz A , Jl B , et al. W–Cu composites with homogenous Cu–network structure prepared by spark plasma sintering using core–shell powders - ScienceDirect[J]. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2019, 82:310-316. 12. EN ISO/ASTM 52907-2019,Additive manufacturing - Feedstock materials - Methods to characterize metal powders[S]. 13. VDI 3405 Blatt 2.3:2018-07 Additive manufacturing processes, rapid manufacturing - Beam melting of metallic parts - Characterisation of powder feedstock[S].作者：王瑞青 德国麦奇克莱驰 Microtrac MRB

王晓雄/郭玉婷/李迪联合研究团队利用像散成像技术实现摩擦纳米发电机的界面接触状态实时表征关键词：三维荧光微球成像技术；像散成像；三维界面接触表征；摩擦电纳米发电机 导读微观表征技术已经被证明对于现代科技发展具有巨大的影响力。市面上对表面形貌的常规表征手段有光学显微镜、SEM、AFM、台阶仪等，但目前尚缺少实时分析微界面接触状态的精准探测技术，这极大的阻碍了电子科技领域和材料开发领域域的发展。为了解决这个难题，青岛大学王晓雄团队、中国科学院大学生命科学院郭玉婷团队与中国科学院物理研究所李迪团队协作，通过利用“超分辨荧光微球硅胶形变技术”成功实现了对接触界面的微观三维可视化分析，完成了摩擦纳米发电机（TENG）三维表面的原位监控，能够在TENG工作的同时获得界面接触信息，为材料微观界面接触表征的测定和评估提供了新技术手段。相关成果于2024年7月30日在学术期刊《Nano Energy》在线发表（3D visualization microscope of TENG contact interface beads on astigmatic imaging，DIO: 10.1016/j.nanoen.2024.110061 ）。 正文界面接触状态的微观表征在多个科学领域具有重要研究价值，因此Science杂志也将“如何在微观层面测量界面现象”列为125个重要科学问题之一。例如：1、在物理科学领域，材料界面设计能够有效改变力学性能，因此对于结构强度、稳定性和寿命有着巨大影响（如图1）。2、在化学领域，界面两相物质的反应或者输运过程对于化学过程有着决定性的影响。3、在电子器件领域，界面接触状态对CPU热管理效果影响巨大，且器件连接效果受接触电阻影响很大。4、在生命科学领域，液-固界面能够完成植物液体输运以及物质传递等过程。图1. 普通塑料表面起伏结构，影响接触分离分布传统认知认为粗糙界面有助于提高接触起电效果，电负性差异给出了材料本身电荷转移能力的强弱，而事实上只有当两种材料的接触距离达到电荷有效转移距离，即电子云交叠距离才能够实现有效电荷转移，这意味着未经处理的粗糙材料中有大量的界面并未有效参与电荷转移，如何重构接触界面解析的有效性至关重要。在本工作中，团队以TENG接触界面的微观表征为案例成功开发了一种实时分析接触界面的3D可视化技术，为TENG的接触界面研究带来了技术性的突破。研究团队开发的3D可视化技术，以界面位移-力学性能解析为思路，超高分辨率观测聚二甲基硅氧烷（PDMS）和丁腈薄膜构建的TENG接触面系统，利用荧光微球的荧光成像和自主研发的基于深度学习的算法网络，实现了对TENG接触界面的实时三维重建观测，如图2所示。这项技术不仅能够观察接触界面的形变，还能计算出实际的有效接触面积，为理解接触起电机制提供了定量化的数据支持，对于设计新一代高性能、高稳定性的TENG具有重要的指导意义，对提高电子器件接触面能量转换效率提供新方法。图2. 通过荧光标记TENG摩擦对的一层反解力学状态表面来获得其按压状态表征；（a）标记层未受到按压时，荧光标记在垂直面方向没有明显移动，反解获得（c）平整表面；（b）标记层受到按压时，荧光标记的形状变化被用于解析垂直面位移，从而完成（d）三维重构。 结语随着技术的进一步成熟和应用，基于像散成像原理的三维可视化技术有望在能源、智能穿戴设备、生物传感器和物联网等领域发挥重要作用，推动相关产业的技术进步和创新发展。该工作由青岛大学王晓雄团队、中国科学院大学生命科学院郭玉婷团队与中国科学院物理研究所李迪团队共同完成。该工作在国家自然科学基金、北京市科技新星等项目的资助下完成。——招聘——郭玉婷课题组诚聘细胞生物、光学工程和计算机领域的相关人才，详情请见招聘简章（https://bio.ucas.ac.cn/index.php/tzgg/76304-2024-04-07-09-24-06 ）。

PROSDM：PROSPECT模型与光谱导数和相似性度量相结合从双向反射率中提取叶片生化性状的适用性叶片生化性状为理解植物光合功能、动态生长、养分循环和初级生产提供了有价值的信息。叶片叶绿素含量（Cab）、类胡萝卜素含量（Cxc）、含水量（Cw）和干物质含量（Cm）是四个重要的叶片生化性状，与植物光合作用、氮素、胁迫和衰老等健康和生长状态密切相关。能够对这些叶片生化性状进行高通量测量的方法对于表征植物生理状态和关键功能过程至关重要。PROSPECT模型是目前更常用的叶片辐射传输模型之一，可从叶片定向半球反射因子（DHRF）光谱来提取叶片生化性状，然而，在应用于叶片双向反射因子（BRF）光谱提取叶片生化性状方面尚待探索。叶片表面反射率和各向异性性状的存在可能是限制PROSPECT从叶片BRF光谱评估叶片生化性状的主要问题。基于此，在本研究中，研究者们提出了一个方法，整合了PROSPECT模型、光谱导数和相似性度量（SDM），称为PROSDM，去除了叶片BRF和DHRF光谱的差异，并从叶片BRF光谱提取了叶片生化性状。具体目标是：（1）通过PROSPECT反演调查叶片BRF和DHRF光谱差异随波长的变化以及对Cab、Cxc、Cw和Cm提取的影响，（2）开发PROSDM消除BRF和DHRF光谱差异，从叶片BRF光谱与PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的比较来提取Cab、Cxc、Cw和Cm以及（3）评估PROSPECT、光谱子域、光谱噪音和模型参数范围对PROSDM性能的影响。为了获得各种叶片生化性状和反射率，作者收集了具有不同生长阶段、营养状况和种植区域的植物物种的10个数据集，包括1个测量数据集和9个公开获取数据集。从油菜（Brassica napus L.）、水稻（Oryza sativa L.）和柑橘（Citrus aurantium L.）随机采集2279个植物叶片，利用ASD FieldSpec 4测量叶片反射率，获得数据集#1。从EcoSIS光谱库中获得具有各种叶片光谱和生化性状的9个公开的数据集。其中，7个数据集的BRF光谱由ASD地物光谱仪（Analytical Spectral Devices, Inc., Boulder, CO, USA）搭配ASD叶片夹测量。 表1 数据集描述。Dataset#1是本研究中测得的，Dataset#2-#10是在线https://ecosis.org获取的。BRF和DHRF光谱的光谱区域是400-2500 nm。【结果】 平均BRF和DHRF光谱差异（a）以及这些差异对平均BRF光谱的贡献（b）。油菜（红线）在Dataset#1中获得，其他植物物种在Dataset#5中获得。 通过考虑非波长依赖性f（a，d）和波长依赖性f（b，c，e，f）两种情况，利用一阶（a-c）和二阶（d-f）导数的叶片BRF（绿线）和DHRF（橙线）光谱之间的差异。 利用PROSPECT反演（a–d），PROCOSINE反演（e–h），PROCWT-S4（ i–l）和基于全光谱域PROSPECT-PRO 的PROSDM（m–p）的所有数据集（Dataset#1-#10）中Cab (a，e，i，m) ，Cxc (b，f，j，n), Cw (c，g，k，o) 和Cm (d，h，l，p)测量值和估算值比较。 【结论】 本研究中，作者提出了PROSDM这种新方法用来从叶片BRF光谱来提取叶片生化性状。结果发现光谱导数可以消除BRF和DHRF光谱的非波长依赖性差异。当BRF和DHRF光谱的差异随波长变化时，光谱导数仅能去除部分差异，而曼哈顿距离（MD）补偿了光谱导数的限制，进一步减少了差异。结果，PROSDM从叶片BRF光谱准确提取了不同植物物种的Cab、Cxc、Cw和Cm。与标准的PROSPECT反演需要利用带有积分球的光谱仪测量叶片DHRF光谱不同，PROSDM扩展了PROSPECT到叶片BRF光谱的应用，以提取叶片生化性状。它可利用不同手持式光谱仪和叶片夹原位提取叶片生化性状。 在全光谱域，PROSDM-SED实现了Cab和Cxc的更优提取，RMSE分别为7.64 μg/cm2 and 2.77 μg/cm2，PROSDM-FMD产生了Cw（RMSE = 0.0041 g/cm2）和Cm（RMSE = 0.0024 g/cm2）的更好估计。与PROSPECT相比，PROSDM提取的Cab、Cxc、Cw和Cm RMSE分别降低了20.33%，29.34%，25.45%和44.19%。结果表明，PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的Cab、Cxc、Cw和Cm提取精度受到光谱饱和度、PROSPECT反演、光谱子域以及模型参数范围的影响很大。适当的光谱子域和模型参数范围可以改善不同反演方法的提取结果。这需要从实地测量和报告的研究中了解叶片生化和结构性状的先验信息。与这些反演方法相比，所提出的PROSDM在减轻Cab、Cxc、Cw和Cm提取的负面影响上具有很大潜力。对于不同的PROSPECT版本，建议利用PROSPECT-PRO从叶片BRF光谱提取叶片生化性状。 未来研究需要基于叶片BRDF模型测量叶片BRF光谱的光谱和方向变化，将BRDF模型与所提出的PROSDM耦合可以改善对BRF和DHRF光谱变化的表征。此外，由于植物物种BRF和DHRF光谱的差异变化，在不同的数据集中PROSDM不能获得一致性提取结果。预计更多的工作将集中在理解不同视角和照明角度下植物叶片光学特性的变化。期望PROSDM可以应用在不同的尺度上，提高其在遥感、生态和环境研究中的适用性。点击如下链接，下载原文：PROSDM：PROSPECT模型与光谱导数和相似性度量相结合从双向反射率中提取叶片生化性状的适用性

日本科学家大隅良典凭借细胞自噬机制研究获得今年诺贝尔生理学或医学奖。日本研究人员最新发明了一种可以简单检测细胞自噬状态的新技术，将有助于利用细胞自噬机制开发新药。　　细胞自噬机制是指细胞在应对短暂生存压力时，可通过降解自身非必需成分来提供营养和能量，从而维持生命。细胞自噬也可能降解潜在毒性蛋白来阻止细胞损伤，或阻止细胞凋亡进程。细胞自噬机制与阿尔茨海默病等许多疾病相关。　　据日本媒体报道，东京大学教授水岛升等人在新一期美国《分子细胞》杂志网络版上发表了有关细胞自噬机制的最新研究成果。水岛升曾在诺奖得主大隅良典的实验室工作，是大隅良典的重要助手和学生。　　研究人员利用基因编辑手段使细胞产生萤光蛋白，发现随着细胞自噬的进展，萤光从蓝逐渐变为绿、黄、红三色，这样一来就可以实时测定细胞自噬的状态。在动物细胞实验中，研究人员测试了多种药物，结果发现有47种药物能促进细胞自噬，还有43种药物能阻碍细胞自噬。　　研究人员表示，对于依赖细胞自噬发病的癌症类型，阻碍细胞自噬的药物可以成为有效的抗癌剂。而另外一些疾病则可以针对性地使用能诱导细胞自噬的药物。未来这一技术有望应用到和细胞自噬机制有关的药物研发中。

大家好，本周为大家介绍的是一篇发表在Analytical Chemistry上的文章Charting the Proteoform Landscape of Serum Proteins in Individual Donors by High-Resolution Native Mass Spectrometry1，文章通讯作者是来自荷兰乌得勒支大学的Albert J. R. Heck教授。　　血清中大多数蛋白都是糖基化蛋白，这些糖蛋白对疾病诊断有着重要意义，基于质谱的糖链释放后分析和糖肽分析是目前普遍使用的糖蛋白分析方法，但仍存在一些局限，例如可能遗漏同时发生的翻译后修饰、缺乏对O-糖的研究、遗漏某些糖肽覆盖不到的糖基化位点等。高分辨非变性质谱为完整糖蛋白的分析提供了新的思路，本文开发了一种基于离子交换色谱的分离纯化方法，能够从150μL血清中分离和分析20多种血清(糖)蛋白，质量范围在30-190 kDa之间。　　图1为血清糖蛋白的分离和分析方法。150μL血清首先经过亲和柱以快速去除大量的白蛋白、IgG和血清转铁蛋白等，这一步骤使用的是作者内部制造的机器人，可以加快过柱子的速度。接着血清被送入离子交换(IEX)色谱，使用40分钟的梯度时，大多数蛋白在14-27分钟内洗脱，故作者在13-30分钟内每隔0.5分钟收集一次级分，并将每个级分缓冲液换为乙酸铵溶液，最后进行Thermo Exploris Orbitrap质谱仪分析。　　　　图1.血清糖蛋白非变性质谱分析方法　　作者使用该方法分离了大约24种血清蛋白，并在文中详细介绍了其中4种蛋白的分析过程：α-1抗胰蛋白酶、补体C3、血红素结合蛋白、铜蓝蛋白。　　(1)α-1抗胰蛋白酶(A1AT)是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，在呼吸系统的功能中起重要作用，作者使用唾液酸酶和PNGase F确认了蛋白上的糖型，又通过TCEP的还原处理发现大部分血清样品的A1AT都是半胱氨酸化的，也确认了A1AT存在N端截短的特征，综上，作者共统计出了13个A1AT异质体。针对捐献者提供的血清，作者区分出了携带V237A和E400D突变的A1AT蛋白的供体。　　(2)补体C3蛋白在免疫调节过程中发挥作用，在血清中浓度相对较高，分子量为187kDa。与该蛋白共流出的还有两种约137kDa和80kDa的蛋白，在唾液酸酶处理后，只有80kDa的蛋白质量减少很多，证明其存在唾液酸，而C3和137kDa蛋白的糖型上无唾液酸。通过对级分的糖肽分析确定N糖位点在Asn 63和Asn 917。137kDa蛋白鉴定为C3缺失α链后降解而成。　　(3)血红素结合蛋白(HPX)在血清中的主要功能是结合和运输游离的血红素，进行血红素和铁的再循环。非变性质谱显示HPX质量范围在58-63 kDa，而蛋白质主链质量仅50 kDa。本文首次解析了血清HPX的蛋白型谱，证明了4-5个N-糖和1个O-聚糖的存在，共17种独特的糖型。　　(4)铜蓝蛋白(CER)负责在人体内转运大部分的铜，分子量132kDa，每个CER分子可以携带6-7个铜离子。CER在非变性质谱检测后的分子量比理论质量多409±5Da，作者将其归为6个铜离子和1个钙离子的结合所致，并发现了CER完全去糖后失去结合金属离子的能力。　　　　图2.绘制血清糖蛋白组的全貌图。观察到的血清蛋白质量范围为30-190 kDa，浓度范围为0.2-50g/L　　总结：本文开发了一种从少量人血清中分离多种糖蛋白的方法，并通过高分辨非变性质谱表征了蛋白型谱，为蛋白全貌提供完整视图。该方法的优势在于非变性质谱需要的样品处理步骤少，最大程度的还原了蛋白的生理状态，劣势在于目前通过完整质量只解析了20余种蛋白中的8种，后续需要结合自下而上或自上而下的蛋白质组学方法进行辨别。在未来的研究中，作者建议联用分子排阻色谱和离子交换色谱，实现高通量在线血清蛋白分离分析。　　撰稿：英语佳 编辑：李惠琳　　原文：Charting the Proteoform Landscape of Serum Proteins in Individual Donors by High-Resolution Native Mass Spectrometry

近年来，在世界范围内，恐怖分子利用隐藏爆炸物制造的恐怖事件屡屡发生。对隐藏爆炸物的检测越来越受到各个国家的高度重视。常规的X射线、射线等检测技术大都是通过探测行李和包裹的密度来进行成像,依靠操作人员的经验来判断其中是否含有爆炸物。这种方法并不是基于分子水平上的检测技术，所以它无法肯定告知行李和包裹里是否含有爆炸物。因此开发简单、便捷、可靠的实用化仪器对爆炸物气态分子和颗粒物作实时痕量检测就成为探测隐藏爆炸物的一种不可缺少的手段。最早期对于爆炸物的痕量检测主要是依靠犬类的嗅觉以及一些实验室的电化学分析法比如气相或液相色谱(HPLC,GC)、质谱(MS)等，但通常这些实验室方法因设备笨重、方法复杂、分析时间长，很难在现场使用。20世纪60年代末出现的IMS技术因当时技术限制，分辨率较差而未引起重视。近年来,技术的发展和对IMS技术的深人研究使IMS技术显示出检测限低、响应迅速、灵敏度高的特点,从而使相对低成本的、结构紧凑的、实用化的现场分析仪器成为可能。SHINS-P200手持式痕量爆炸物探测仪是赛纳斯联合嘉庚创新实验室公共安全联合研究中心，研发的最 新一款手持式痕量爆炸物探测仪，采用蓝牙无线连接技术，通过非接触式抽气采样，5秒快速识别爆炸物，可连续实时监测，当仪器周围环境炸药浓度或采样质量达到探测限时，仪器能快速发出报警指示,把危险扼制在萌芽状态。SHINS-P200“电子鼻”即是仿照生物的嗅觉系统而研制出的检测气体的传感器或集成系统。赛纳斯SHINS-P200产品基于功能仿生狗鼻的启发：狗鼻内部粘膜有约3亿个气味受体细胞，气体分子与这些受体细胞接触，引起级联放大的生化反应，进而识别气体成分。基于功能仿生材料设计，具有“一点接触、多点响应”的链效应特点的荧光淬灭爆炸物检测技术被普遍认为是灵敏度最 高、选择性最 好的可实用化、可微型化的技术，有利于“电子鼻”传感薄膜的制备。赛纳斯SHINS-P200型产品基于自主技术产权，打破了目前国外企业垄断荧光淬灭安检产品的现状，达到国际领 先水平。颠覆了现有检测方法局限，创新性的发展了微型化、智能化、非接触式爆炸物检测的超灵敏“仿生电子狗鼻”，对未来战争、航线保障、反恐防爆、国防安全具有重要意义。【产品特点与优势】 1、手持式、重量500克，方便携带 2、一键式操作、简单方便、易学易用、使用性强 3、耗材元件更换简单，无需复杂拆机操作 4、警用安全防护设计 5、仪器报警后，按复位键即可重新检测，无需校准或等待步骤 6、环境适应性强 7、开机时间小于3秒 8、可检测40 余种爆炸物，包括：　　民用炸药（硝酸铵、黑火药、鞭炮药、点火药、TATP 等）　　军用炸药（TNT、DNT、特屈儿、苦基胺、黑索金、太安等液体炸药（硝基甲烷等） 【应用范围】汽车站/火车站/机场安全、边界/边疆巡逻搜查、道路区/地区搜查、海岸巡逻队/海巡、建筑物搜查、外交官邸/VIP旅馆安全、公共设施/娱乐场所、港口/船舶、海关/关卡安全、监狱/搜寻/救援求助、货柜/集装箱码头、快递/车辆/行李/物流货物运输、飞机/火车运输及客运车箱安检等。

大家好，本周为大家分享一篇最近发表在 Journal of the American Chemical Society上文章，Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes1。该文章的通讯作者是美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的Joseph A. Loo教授。非变性质谱(native MS，nMS)通常用于揭示蛋白及其复合物的分子量大小和化学结合计量比，但若要进一步阐明深层次的结构信息，则需要与串联质谱结合，即非变性自上而下质谱（nTDMS），通过对母离子进行二级甚至多级碎裂可获取额外的序列、翻译后修饰(PTMs)以及配体结合位点信息。此外，nTDMS能以构象敏感的方式断裂共价键，这样就可以从碎片模式推断出有关蛋白高级结构的信息。值得注意的是，使用的激活/解离方式会极大地影响得到的蛋白质高阶结构信息。电子捕获/转移解离(ECD、ETD或ExD)和紫外光解离(UVPD)等快加热的活化方式因其能够在保留蛋白整体结构的情况下先对共价键进行断裂而被广泛应用于nTDMS分析中。而慢加热的活化方式如碰撞活化解离(CAD)会在断键前进行能量重排，导致一些较弱的非共价相互作用先发生破坏，例如：亚基的释放和展开，因此对高阶结构表征没有帮助。而此次Joseph A. Loo课题组的研究结果显示使用基于orbitrap的高能C-trap解离(HCD)同样也可以从天然蛋白复合物的中直接获得序列信息，并且碎片模式可以提供有关其气相和溶液相高阶结构信息。此外，CAD还可以生成大量的内部碎片(即不包含N-/ C-端的片段)用于揭示蛋白质复合物的高阶结构。为了研究蛋白复合物HCD的碎裂化情况，作者比较了酵母来源的乙醇脱氢酶四聚体（ADH）在Complex-down MS (psedo-MS3)和nTDMS两种分析策略下的碎片模式。如图1所示，在Complex-down MS分析中，ADH经源内解离（ISD）释放出单个亚基，该亚基经HCD碎裂生成肽段b/y离子。而在nTDMS分析中，肽段离子则可以从复合物中直接获得。如图2（上）所示，在Complex-down MS分析中总共获得了24个b离子和18个y离子，能够实现11.8%的序列覆盖率。近乎相等数目的b、y离子表明Complex-down MS分析中释放的ADH亚基N-端和C-端均具有较高的表面可及性，即亚基发生去折叠。此外，碎片模式也揭示了N-端乙酰化、V58T突变体以及Zn2+结合位点等信息。相比之下，nTDMS分析则更反映ADH的高阶结构，如图2（下）所示，在nTDMS分析中主要检测到b离子，几乎没有亚基信号，说明b离子是直接由复合物中共价键断裂产生的。ADH的nTDMS分析共产生了60个N-端b离子和3个C-端y离子（17.6%序列覆盖率）。由HCD产生的大量N端碎片类似于ADH基于电子和光子解离技术产生的nTDMS产物。将这些片段映射到ADH的晶体结构上可以看出，N端区域比C端区域更容易暴露于溶剂，而C端区域主要形成复合物的亚基-亚基界面。ADH的碎片离子中来源亚基界面断裂的仅占8%，大部分碎裂都发生在溶剂可及的N-端。图1 Complex-down MS和nTDMS分析流程图1 Complex-down MS（上）和nTDMS（下）碎片模式比较ADH的nTDMS分析充分展现了CAD在蛋白复合物高阶结构表征上的潜力，为了进一步验证，作者还选择了其他的蛋白复合物进行实验，如醛缩酶同源四聚体、谷胱甘肽巯基转移酶A1二聚体、肌酸激酶二聚体等。这些蛋白复合物在n-CAD-TDMS分析中都产生了与结构对应的碎片离子，说明基于CAD的nTDMS分析是具有普适性。当然也会存在一些例外，膜蛋白水通道蛋白(AqpZ)同源四聚体在nTDMS分析过程中产生了高丰度的单体亚基、二聚体、三聚体信号，这应该归因于AqpZ四聚体亚基之间的弱疏水结合界面，导致亚基的释放发生在共价键断裂之前，因此产生的b/y离子无法反映蛋白复合物的空间结构。相较而言，以盐桥为主要稳定作用的蛋白复合物，如ADH、醛缩酶等则更容易在nTDMS分析中产生肽段碎片离子。此外，基于CAD的nTDMS分析中还发现了大量的内部碎片，ADH产生的大部分内部碎片来源于溶剂可及区。尽管内部碎片难以辨认，但可以大幅度提高序列覆盖率，提供更精细的结构信息。一个从小分子裂解衍生到大分子解离的假设是，在实验的时间尺度内，由碰撞引起的激活是完全随机化的，并以沿着最低能量途径引导碰撞诱导的解离。然而，这些假设没有考虑到熵的要求，缓慢重排可能是释放亚基所必须的，例如重新定位盐桥将一个亚基与其他亚基相连。在碰撞次数或每次碰撞能量不足以碰撞出能释放亚基的罕见构型的情况下，以释放出更小的多肽碎片(具有更少的约束) 代替重排可能具有更高的竞争性。总之，本文展示CAD在nTDMS分析中的应用，无需基于光子或电子的活化方式，CAD可直接从蛋白复合物中获得肽段离子，并且该碎裂离子能够反映蛋白复合物的空间结构。撰稿：刘蕊洁编辑：李惠琳原文：Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes参考文献1. Lantz C, Wei B, Zhao B, et al. Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes. J Am Chem Soc. 2022 144(48): 21826-21830.

春节假期已经过去好几天了，你的“节后综合症”被治愈了吗？ 是不是还是心神不定、脑海中回放着节日的情形？是不是还是浑身无力、注意力无法集中？是不是出现了不明原因的失眠、烦躁，甚至忘记了怎么样让你的电镜运转起来？ 不怕！节后正常的作息、清淡的饮食、适量的有氧运动以及一份只需四步的TESCAN电镜开机运转指南，帮助你轻松治愈“节后综合症”！ 首先，我们先复习一下长假期间该如何“保养”您的电镜。对于普通的TESCAN钨灯丝扫描电镜(VEGA系列)，我们可以正常关闭电镜。（需要提醒您，一定要养成抽真空后再关闭电镜的好习惯，这样可以帮助您的电镜更好更长久的使用下去！） TESCAN VEGA3钨灯丝扫描电镜 而场发射扫描电镜和FIB-SEM双束电镜在关机后，重新启动需要重新抽真空，做baking，启动灯丝和进行对中等过程，完成这些过程需要几天的时间，所以长假期间一般建议用户保持FE-SEM和FIB-SEM处于常开启的状态。 但如果长假期间没有人管理设备，一直开着电镜，一旦断电，又没有人在现场的话，就会有故障的隐患。所以如果长假期间您都不使用电镜，建议您可以关闭FE-SEM和FIB-SEM的电子枪，让设备处于“待机(standby)”状态，此时既不耗费灯丝，整台设备也将处于最小耗电状态。 而且因为每台TESCAN的场发射和FIB都配置了IPCU单元，它可以保证即使在断电的状态下，也能保持整个电镜系统内部21天的真空状态，所以您只要让设备处于待机状态，就不需要担心断电！ TESCAN FE-SEM和FIB-SEM电镜系列 等假期结束正式上班后，您只需花费最多一个小时重启电子枪，就能够继续使用电镜了。（一般假期超过21天而实验室又存在断电隐患的话，建议您彻底关闭仪器） 回顾完假期前的准备工作，下面就是假期后如何让电镜从待机状态恢复到正常使用的“四步指南”了！ 四步指南 如果您对扫描电镜感兴趣或有相关问题咨询

大家好，本周为大家分享一篇发表在Accounts of Chemical Research上的综述，Native Mass Spectrometry at the Convergence of Structural Biology and Compositional Proteomics [1]，文章的通讯作者是美国西北大学的Neil L. Kelleher教授。生命活动由一系列生物大分子相互作用驱动，这些相互作用距今已进化了数十亿年。正如乙酰化和磷酸化等共价修饰可以改变蛋白质的功能一样，与金属、小分子和其他蛋白质的非共价相互作用也可以改变蛋白质的功能。然而，传统的蛋白质组学方法会分离非共价相互作用并使蛋白质变性，导致许多蛋白质水平的生物学信息尚未被发现或仅靠推断获取。就在过去的几年中，质谱(MS)技术不断发展，目前已具备维持内源性蛋白复合物完整组成并表征其特征的能力。采用非变性质谱(Native Top-Down MS, nTDMS)激活蛋白复合体，可以释放部分或全部亚基，通过与中性气体或固体表面碰撞，在进一步表征之前分离。亚单位质量、母离子质量和活化亚单位的碎片离子可以拼凑出复合物的精确分子组成，包括蛋白质修饰在内的相互作用也能被阐明，并与人类疾病状态下的功能障碍联系起来。在本综述中，作者详述了nTDMS技术目前的发展和未来在表征更大的生物复合体方面所面临的挑战。目前，nTDMS可以靶向内源性核小体复合物，而病毒颗粒、外泌体和高密度脂蛋白颗粒表征或将在未来几年内得到深度解析。为充分解决这类大小为兆到千兆道尔顿级别的复合物的表征，未来的工作将主要集中于非变性分离、单离子质谱(Single ion mass spectrometry)和新的数据类型。为了实现这一目标，Kelleher教授课题组近年来发展了一系列策略，概括为以下几个方面（1）靶向非变性质谱表征整个核小体（图1）；（2）非靶向蛋白质组学深度解析内源性蛋白质复合物；（3）单分子质谱(Single molecule MS)。其中提到，阻止对非变性蛋白质进行整体表征最大的障碍之一可能是分子量分布于100 kDa到1 MDa的复合物的分辨率较差。而电荷检测MS通过直接测量离子电荷提供大型复合物的分子分布。此外有研究表明，通过对单分辨离子进行centroiding和rebinning，Orbitrap仪器的有效分辨率可以在电荷检测工作流程之上大大提高。在这种被称为“单离子质谱法(Individual Ion Mass Spectrometry, I2MS)”的技术中，可以同时检测数千个单离子，并允许在复杂混合物中分配约500种proteoforms的质量（前提是它们先前已被表征并且在数据库中可查找）。I2MS可用于分析病毒样颗粒和AAVs（图2）。图1. 核小体表征图2. 病毒颗粒检测未来随着技术的发展和创新，nTDMS都将扩展到研究极其稀缺和高度异质的生物复合物，了解蛋白质间的相互作用以及它们是如何出错的（例如错误折叠，在功能失调的化学计量和组成中形成复合物）。这些将不仅为疾病治疗的发展提供信息，还将深化我们在分子水平上对生命的理解。撰稿：张颖编辑：李惠琳原文：Native Mass Spectrometry at the Convergence of Structural Biology and Compositional Proteomics

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日，中国科学院大连化学物理研究所能源研究技术平台电镜技术研究组副研究员刘伟、杨冰与中国科学院上海高等研究院研究员髙嶷团队及南方科技大学副教授谷猛团队合作，在观察和确认NiAu催化剂在CO2加氢反应中的真实表面方面取得进展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 催化研究中，常规静态显微分析只能提供催化剂反应前或反应后的非工况结构信息。然而在热振动、气体分子吸/脱附等作用下，催化剂的表面原子难免发生迁移导致表面重构，变化后的表面才是与催化反应活性相关的真实表面，要看清这一表面状态需要借助原位表征技术。尤其对于容易发生表面重构的多元金属催化体系而言，无法原位观测反应气氛下催化剂的原子结构，就不能确认贡献催化活性的真实表面，更无法建立可信的催化构效关系。在以往的研究中，具有宏观统计特性的原位谱学手段已经从精细的能量维度对动态催化过程做出了先驱性探索，例如原位FTIR、原位XPS（AP-XPS）以及原位XAS。在此基础上，实空间下直接观测反应中催化剂的表面原子排布是研究人员长期追寻的目标。针对此问题诞生了环境透射电子显微技术（ETEM），ETEM是主要基于TEM成像的原位手段，适用于原子分辨下追踪气固相反应中催化剂的结构演化过程。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/69a53f56-f8b2-4cb7-adbb-cf19e4397bed.jpg" title=" 原位电镜揭示双金属催化剂反应状态下的真实活性表面.jpg" alt=" 原位电镜揭示双金属催化剂反应状态下的真实活性表面.jpg" / /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在本工作中，研究团队基于环境透射电镜以及特殊设计的mbar级负压定量混气系统，研究了NiAu/SiO2体系催化CO2加氢反应过程。初期静态显微结果表明，该催化剂以Ni为核心，表面包裹2至3层Au原子壳层，为一种典型的Ni@Au核壳构型。而考虑到Ni具有强大的加氢活性，会导致反应的CH4选择性，因此，该核壳构型可合理地解释本工作中CO2加氢高达95%以上的CO选择性。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 但是，环境透射电镜原位观测发现，该催化剂在反应气氛和温度下，内核Ni原子会逐渐偏析至表面与Au合金化；在降温停止反应时，会退合金化返回Ni@Au核壳型结构。原位谱学手段（包括原位FTIR和原位XAS）的结果很好地证实了上述显微观测结果。理论计算和原位FTIR结果表明，反应中原位生成的CO与NiAu表面合金化起到了关键而微妙的相互促进作用，这是该催化剂构型演变及高CO选择性的原因。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该工作为研究核壳型双金属催化过程提供了启发，例如反应条件下核壳表面是否真实存在，是否贡献催化活性？又如催化剂制备中追求构建核壳表面是否有必要？该工作是一套原位环境下微观结构表征与宏观状态统计的综合应用案例，突出局域原子结构显微观测的同时，借助原位谱学手段，尤其是原位XAS技术，确保了电子显微发现与材料宏观工况性能的关联置信度。从而为发展原位、动态、高时空分辨的催化表征新方法和新技术提供了范例，也为设计构筑特定结构和功能催化新材料提供了借鉴和思考。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 此外，期刊特别邀请审稿人撰写并独立刊发了题为The dynamic of the peel& nbsp 的工作评述（news & amp views），以表明本工作对于催化研究的独特启发。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 相关成果发表在《 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 自然-催化 /span 》（Nature Catalysis）上。该工作得到国家自然科学基金项目、大连市人才项目、中科院青年创新促进会等的资助，尤其得到了研究员苏党生的大力支持。 /p

美国发现多起猪流感病例 进入公共卫生紧急状态 中新社纽约四月二十六日电(记者 李静)美国疾病控制和预防中心二十六日宣布确认在美已发现二十起人感染猪流感病例。同日，美国国土安全部长纳波利塔诺宣布美国进入公共卫生紧急状态。 美国疾病控制和预防中心代理主任理查德贝塞尔称，纽约州和俄亥俄州分别确认八例和一例猪流感患者。此前，加利福尼亚、堪萨斯和得克萨斯州报告有十一人感染猪流感。 纽约市皇后区的私立圣佛朗西斯预科中学二十六日确认该校八名学生感染猪流感。在过去一周，该校约一百名学生和一些学生家长都出现了流感症状。其中部分学生曾在两周前的春假期间去过墨西哥。 圣佛朗西斯预科中学已经宣布二十七、二十八两日停课，纽约其它学校学生仍将正常上课。 贝塞尔称，在美国发现的猪流感病毒与引起墨西哥疫情的属同一种病毒毒株，但美国患者病情较轻，尚无死亡案例发生，一些患者已经康复，其余的也在康复中。造成美国与墨西哥猪流感患者病症严重程度不同的原因目前仍未可知。 墨西哥目前是猪流感疫情的重灾区。最新疫情报告显示，墨西哥已有八十一名猪流感疑似患者死亡。自四月十三日发现首例人感染猪流感病例至二十五日，墨西哥各大医院已接待疑似病例共一千三百二十四人。墨西哥首都的所有学校均已停课。 世界其他地区也陆续出现猪流感病例报告。加拿大卫生官员二十六日宣布，加拿大已确认发现六例猪流感病例。而在新西兰、法国和西班牙，官方也分别宣布发现了猪流感疑似患者。 美国国土安全部长纳波利塔诺表示，宣布美国进入公共卫生紧急状态是应对此类事件的“标准处理程序”，奥巴马总统一月份就职期间以及几个月前明尼苏达州、北达科他州洪水肆虐期间，相关部门都曾宣布过进入紧急状态。 她还表示，美国不会阻止游客入境，但一些游客可能会被要求接受相关测试。 世界卫生组织宣布墨西哥的猪流感疫情为“国际关注的公共卫生事件”，但并未宣布任何针对墨西哥旅游禁入的建议。美国也未发布任何旅行提示。美利坚航空公司二十五日开始允许旅客更改或取消前往墨西哥的行程。 猪流感是一种由A型猪流感病毒引起的猪呼吸系统疾病，该病毒可在猪群中造成流感暴发。通常情况下人类很少感染猪流感病毒。近年在美国等地也出现过人感染猪流感病例，患者大多为与病猪有过直接接触的人，其症状与普通流感相似。此次猪流感疫情发现多个人际传染病例。(完) 加拿大确认六例猪流感感染病例 中新社温哥华四月二十六日电(记者 吕振亚)加拿大有关方面二十六日证实，加东部新斯科舍省和西部不列颠哥伦比亚省分别确认四例和二例猪流感感染病例。 新斯科舍省公共卫生部门官员称，该省确认的四例病例来自同一所私立中学学生，这些学生年龄在十二至十八岁之间，曾于今年四月初到墨西哥旅行。卫生厅长罗伯特在今天的新闻发布会上说，该省猪流感感染者病情较轻，都在康复中。 在地处太平洋沿岸的不列颠哥伦比亚省，卫生部门官员证实，二例猪流感感染病例已得到确认，但目前仍不清楚是否与墨西哥有关。加拿大联邦卫生部发言人虽然没有披露详细情况，但称今天晚些时候将举行记者会对外进行说明。 据悉，自墨西哥近期爆发猪流感疫情以来，加拿大各地已采取应对措施，卫生部门发出预警，并加强了各种警戒。加拿大外交部长坎农称，加政府已组成紧急应对委员会，密切关注猪流感最新疫情。(完)

大家好，本周为大家分享一篇发表在Nat. Commun.上的文章：Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics ，文章的通讯作者是威斯康星大学麦迪逊分校的葛瑛教授。　　蛋白质大多都是通过组装成蛋白复合物来执行特定的生物功能，因而表征内源性蛋白复合物的结构和动力学将有助于生命过程的理解。蛋白复合物在其组装、翻译后修饰(Post-translational modifications，PTMs)和非共价结合等方面是高度动态的，在native状态下通常以低丰度存在，这给研究其结构和动态性的传统结构生物学技术(如X-ray和NMR)带来了巨大的挑战。非变性Top-down质谱(nTDMS)结合了非变性质谱和Top-down蛋白组学的优势，目前已发展成蛋白复合物结构表征的有力工具，可以保留蛋白质亚基-配体间的非共价作用和PTMs等重要信息。然而，由于内源性蛋白复合物自身的低丰度特性，导致对其的分离纯化和检测非常困难，所以nTDMS目前仅限用于过表达的重组或高丰度蛋白质的表征。在本研究中，作者开发了一种非变性纳米蛋白质组学(Native nanoproteomics)技术平台，通过使用表面功能化的超顺磁性纳米颗粒(Nanoparticles，NPs)直接富集组织中的蛋白复合物，然后再利用高分辨质谱表征其结构和动态性。这里选用心肌肌钙蛋白(Cardiac troponin，cTn)异源三聚体复合物(~77 kDa)作为研究对象。cTn三聚体复合物是调节横纹肌肌动蛋白收缩的Ca2+离子调节蛋白，由TnC、cTnI和cTnT这3个亚基组成。其中，TnC是Ca2+结合亚基，cTnI是抑制肌动蛋白-肌球蛋白相互作用的亚基，而cTnT细丝锚定亚基。TnC与Ca2+的结合，以及cTnI 亚基的磷酸化，会共同引起细丝上的分子级联事件，诱导心肌收缩所必需的肌动蛋白-肌球蛋白交叉桥的形成。传统结构生物学技术不能有效捕获cTn复合物高度动态的构象变化，并且先前研究用的cTn复合物是由原核细胞表达的，缺乏PTMs的信息。因此，作者开发了native纳米蛋白组学的方法，以实现对人内源性cTn复合物结构和动力学的全面表征。作者首先使用肽功能化的超顺磁性氧化铁NPs富集了人心脏的内源性cTn复合物，同时优化了非变性蛋白提取缓冲液(高离子强度LiCl溶液，生理pH)。富集到的cTn复合物中的3种亚基的含量比例为1:1:1，真实反应了肌节cTn异源三聚体复合物的组成。作者也发现含有750 mM L-Arg，750 mM咪唑和50 mM L-Glu(pH 7.5)的溶液对蛋白复合物的洗脱效果最好，并且不会破坏亚基间的相互作用。该富集方法具有很好的重现性，proteoforms信息得到很好保留，且可以直接用于化学计量分析。总的实验流程如图1所示，洗脱后的cTn复合物经体积排阻色谱(Sze-exclusion chromatography，SEC)除盐和交换至醋酸铵溶液中，随后对cTn复合物进行多种nTDMS分析：1)在线SEC监测复合物 2)超高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)表征复合物的化学计量比和proteoforms 3)捕获离子淌度质谱(TIMS-MS)解析调控复合物构象变化中的非共价作用的结构动态性。　　图1. 用于表征人心脏中内源性cTn复合物的native纳米蛋白组学平台。　　为了全面表征内源性cTn复合物，作者使用FTICR-MS进行proteoforms测序和复合物表征。图2展示了native状态下检测丰度最高的cTn复合物的电荷态(19+)，其中包含了4种独特的proteoforms，这些复合物主要带有单磷酸化的cTnT、单磷酸化和双磷酸化的cTnI，以及结合了3个Ca2+的TnC。这些结果表明人cTn复合物在肌节中以结构多样化的分子组成存在，具有高度异质的共价和非共价修饰，可产生一系列不同的完整复合物。　　图2. FTICR-MS分析展示的cTn复合物状态。红色方框中是最高丰度电荷态(19+)的放大谱图，理论同位素分布(红色圆圈)可以与谱图很好叠加，说明结果具有高质量精度(质量偏差在2 ppm 以内)。　　作者接着对cTn复合物进行complex-up分析，以研究复合物的化学计量比及其组成。图3a~3b分别显示的是完整cTn三聚体复合物，以及经CAD碎裂后的蛋白亚基谱图。但这里没有检测到cTnI单体，可能是因为cTnI和TnC在native状态下的亲和力很强，且cTnI单体带的电荷不多，导致其在高m/z区域出峰，所以不易被检测到.随后，作者又对解离出的亚基进行complex-down分析。图3c展示了检测到的cTnT的多种proteoforms：未磷酸化的 cTnT、单磷酸化的cTnT(p cTnT)和 C 端 Lys 截断的磷酸化cTnT(pcTnT [aa 1-286])，CAD碎裂谱图也发现cTnT的C端较N端更易暴露在外界溶剂中。图3e则是cTn(I-C)二聚体的谱图，共检测到6种具有不同数量Ca2+结合和磷酸化的proteoforms。二级谱图可将cTnI的两个磷酸化位点准确定位在Ser22和Ser23，同时发现cTnI序列两端都较内部区域更易暴露于溶剂中。但还无法通过nTDMS准确推断Ca2+结合和磷酸化是如何影响cTn复合物的稳定性。作者在此也没有优化FTICR-MS在非常高m/z范围的离子检测，所以也会遗漏带少量电荷的cTn复合物信息。　　图3.nTDMS表征人心脏来源的cTn复合物。(a~b)完整cTn复合物和经CAD碎裂后的亚基谱图 (c~d)cTnT单体及其代表性的CAD碎裂谱图 (e~f)cTn(I-C)二聚体及其代表性的CAD碎裂谱图。　　人TnC蛋白含有3个钙结合EF-hand基序(结构域 II~IV)。结构域 II与Ca2+结合的亲和力较低，是触发心肌收缩的调控域。结构域 III 和 IV则与Ca2+具有强的亲和力，在心肌舒张和收缩时均始终保持与Ca2+充分结合，但结构域 II只有在收缩时才被Ca2+占据。这里观察到了TnC分别与0、1、2和3个Ca2+结合的情况，通过CAD碎裂也进一步定位了TnC与Ca2+结合的具体氨基酸序列(图4)。研究发现结构域 II的骨架最容易发生碎裂，而结构域 III的骨架最难碎裂。目前结构域 II~IV的序列在UniprotKb中分别对应65DEDGSGTVDFDE76、105DKNADGYIDLDE116和141DKNNDGRIDY152。这里分别将与1、2和3个Ca2+结合的TnC隔离出来进行CAD碎裂(m/z分别为2312、2316和2321)，可以更准确地将结构域 III、II和IV的序列分别定位到113DLD115、141DKNND145和73DFDE76(图4c)，表明非变性纳米蛋白组学方法在定位非共价金属结合方面具有高分辨能力。　　图4.nTDMS定位 TnC与Ca2+结合的结构域。(a)FTICR-MS隔离与不同数量Ca2+结合的TnC单体 (b~c)与两个Ca2+结合的TnC的CAD碎裂谱图，蓝色、红色和黄色方框分别对应结构域 II 、III和IV。　　Ca2+与TnC的结合会对cTn复合物的功能和构象有着很大影响。cTn复合物的核心区维持着构象的稳定，但当Ca2+与TnC发生结合时，其柔性区会经历广泛的构象变化，复合物结构会从“closed”状态转变成“opened”状态，这会促进肌动蛋白和肌球蛋白间的相互作用，最终导致心肌收缩。然而，传统结构生物学技术很难捕获cTn复合物与Ca2+结合时的构象变化。因此，作者使用离子淌度质谱来分析cTn复合物的构象变化。TnC亚基和与Ca2+结合的cTn(I-C)二聚体的淌度分离谱图如图5所示。与0~3个Ca2+结合的TnC的碰撞截面(Collision Cross-Section，CCS)值分别为1853、1849、1829和1844 Å2(图5a~5b)，TnC构象比IMPACT预测的更为紧凑，但cTn(I-C)二聚体的CCS值与预测的非常接近(图5c~5d)。作者推测TnC与两个Ca2+结合会形成更致密的构象，是因为在静息舒张时Ca2+与结构域 III 和 IV充分结合。当第三个 Ca2+与结构域II结合时，TnC转变为“opened”构象，使其N端与cTnI的C端相结合，进而引发心肌收缩(图5e)。cTn(I-C)二聚体与Ca2+结合时的构象变化也是如此(图5f)。　　图5.TnC单体(a~b)和与Ca2+结合的cTn(I-C)二聚体(c~d)的离子淌度分离谱图 (e~f)TnC和cTn(I-C)二聚体与Ca2+结合时的构象变化。　　最后，作者通过添加EGTA来剥离cTn复合物中的Ca2+，以进一步研究Ca2+在维持复合物结构稳定性上的作用。图6b~6c是没有EGTA孵育时的cTn复合物的TIMS-MS谱图。cTn复合物的CCS值与理论预测值非常符合。随着EGTA孵育浓度的增加(25、50和100mM)，Ca2+逐渐被螯合，cTn复合物的结构也越来越舒展，体现在平均电荷态逐渐增加，以及逐渐在较低m/z范围内出峰，这表明cTn复合物构象的稳定性丢失与EGTA浓度的增加相关(图6d~6f)。虽然100mM EGTA孵育也不敢保证Ca2+的完全剥离，并且cTnI的存在又会增强TnC与Ca2+的结合，但TIMS-MS为我们研究cTn复合物与Ca2+结合时的构象变化提供了一种切实可行的分析手段。　　图6.cTn复合物与EGTA孵育时的构象变化。(a)cTn复合物的构象随EGTA孵育浓度的增加发生改变 (b~c)cTn复合物的TIMS-MS谱图 (d~f)cTn复合物与不同浓度EGTA(25、50和100mM)孵育的谱图和CCS分析。　　总的来说，本研究开发了一种可用于内源性蛋白复合物富集和结构表征的非变性纳米蛋白组学方法，以获取其组装、proteoforms异质性和动态非共价结合等方面的生物信息。本文采用的功能化NPs可被灵活设计成选择性结合特定的靶蛋白，在富集和洗脱过程中可以很好保持其近似生理条件下的存在状态。更为重要的是，功能化NPs与nTDMS的整合可以作为一种强有力的结构生物学工具，可以作为传统技术的补充，用于内源性蛋白复合物的表征。　　撰稿：陈昌明 编辑：李惠琳文章引用：Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics　　参考文献　　Chapman EA,Roberts DS, Tiambeng TN, et al. Structure and dynamics of endogenous cardiac troponin complex in human heart tissue captured by native nanoproteomics. Nat Commun. 2023 14(1):8400. Published 2023 Dec 18. doi:10.1038/s41467-023-43321-z

日本大阪大学的科研团队于2016年8月17日宣布，他们成功研发出如同“降温贴”一般，可以贴在额头上使用的膏药式脑电波传感器，能够帮助人们实时观察大脑状态。　　以大阪大学产业科学研究室为中心的医脑理工合作项目小组与该校的谷池雅子教授等数位专家共同完成了相关研发工作。　　实验证实，这款膏药式脑电波传感器能够对睡眠中的脑电波进行无线测量，精确水平与大型医疗设备基本持平。它不仅能够检测出深度睡眠期常见的δ 波(频率范围0.5-2Hz)，而且对人体的负担非常小。　　膏药式脑电波传感器让使用者可以在家中自己进行大脑活动检测，轻松确认自己和家人的睡眠品质。每天进行检测还有助于及时发现包括老年痴呆症在内的大脑疾病的初期症状。此外，该机器还能够应用到各种领域，比如让家长通过观察孩子的注意力集中程度判断其对不同学习科目的喜好 监测司机大脑状态，在其身体突然不适时切换成自动驾驶模式等。

大家好，本周为大家分享一篇最近发表在Analytical Chemistry上文章，High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry1。该文章的通讯作者是美国基因泰克公司的Wendy Sandoval研究员。　　癌症疫苗是通过利用肿瘤细胞相关抗原，来唤醒人体针对癌症的免疫系统。常见的策略是通过对病人的肿瘤细胞样本进行基因测序来寻找特征性抗原肽，该抗原肽会与I类主要组织相容复合体(MHCI)相结合并呈递至CD8+细胞表面，通过与CD8+细胞表面受体相结合从而诱导免疫反应。为了实现整个过程，研究人员通常会结合基因测序和计算机预测结果设计多个候选抗原肽，每个候选肽都需要通过实验测试来确认它与MHCI分子的结合能力以及相关免疫原性。此外，考虑到编码MHCI的基因具有多态性，候选抗原肽还需要与不同等位基因编码的MHCI分子进行测试。因此，本文开发了一种高通量方法，利用非变形质谱快速筛选候选抗原肽并表征形成的肽-MHCI复合物(pMHCI)。　　pMHCI复合物中抗原肽的体外载入一直以来都是难点，因为MHCI复合物(包括HLA和β2M亚基)本身并不稳定，需要长度为8~10的多肽链载入到MHCI的凹槽以保持完整。本文则通过利用紫外光裂解肽-MHCI复合物(UV-MHCI)的肽交换实现抗原肽的载入，具体步骤如图1A所示，通过紫外光照，UV-MHCI中的高亲和肽被切割转为低亲和肽段，该低亲和力肽段极易发生肽交换，通过监测新的pMHCI复合物的形成实现对候选肽的评估。目前常用的检测pMHCI形成的工具包括ELISA、TR-FRET以及2D-LC-MS。然而这些方法仅能提供有限的信息关于肽交换、pMHCI分子质量，对形成的pMHCI复合物无法进一步的表征。事实上，pMHCI复合物对后续诱导免疫反应至关重要。　　图1. 癌症疫苗的免疫监测的示意图：A) 筛选流程，B检测方法。　　为了确认非变性质谱(nMS)能否用于pMHCI复合物表征以及肽交换率的检测，作者对UV-MHCI以及6个标准肽段进行了考察(图2)。未经UV照射的UV-MHCI MS谱图(图2A)可以观察完整的UV-MHCI复合物以及丢掉紫外光裂解肽的MHCI。MHCI复合物被认为是气相解离产生的，因为没有活性肽的稳定作用，MHCI很难存在于溶液相中，溶液中没有MHCI，“空壳”的MHCI只有可能是质谱中UV-MHCI的气相裂解产生的。图2B证实了这一观点，经紫外光照射后，紫外光裂解肽由高亲和力转为低亲和力，从MHCI上脱落，MHCI解离成HLA和β2M亚基，谱图中能观察到HLA和β2M亚基信号。确认了MHCI是由peptide-bound population产生的信号，作者开始用该方法去定量标准肽的肽交换率。如图2C为UV-MHCI与标准肽孵育并过夜UV照射得到的谱图，仅观察到完整的pMHCI以及“空壳”MHCI的信号，说明实现了100%的完全肽交换。如图2D，肽交换率随孵育时间改变，2小时孵育时间足以实现最大肽交换。　　图2. nMS表征UV光照A)前B)后的UV-MHCI复合物，C)nMS测定UV-MHCI与标准肽的肽交换率，D)标准肽肽交换率随时间的变换情况。　　为了提高分析通量，减少样本消耗，作者在nMS基础上开发了SEC-nMS和CZE-nMS系统。作者用SEC-nMS系统测定了50个候选肽的交换率，说明该系统能够进行中或大规模的数据采集。相比较SEC-nMS而言，CZE-nMS系统具有更高的灵敏度和通量，样品体积消耗从微升减少至纳升，分析时间也缩短为2 min(图3A)。检测信号与进样量呈线性关系，注射体积为3 nL时，最低检测限为6 ng(图3BCD)。作者测定了67个候选肽跨越4种等位基因编码的MHCI分子的肽交换率(图3E)。此外，通过将UV-MHCI复合物同时与四种以上的候选肽进行孵育可在单个实验中同时检测它们的相对肽交换率以及与MHCI结合的亲和力(图3F)。作者还提出Vc50这个概念，即导致50%的pMHCI复合物发生解离的碰撞电压，可作为评估pMHCI复合物稳定性的重要参数。　　图3. 使用CZE-MS系统高通量分析pMHCI复合物　　除了检测pMHCI复合物的形成，测定肽交换率，nMS还可以对形成的复合物进行进一步的结构表征。如图4所示，native top-down的分析策略可获得多层次的结构信息。本文使用的Orbitrap Eclipse “Tribrid” 质谱，图4A为完整pMHCI的MS1谱图，图4B为施加源内电压(SID)促使蛋白解离为亚基，图4C是将14+ pMHC单独分离出，为后续HCD活化做准备。图4D为pMHCI复合物经HCD解离后的MS2谱图。图4E和图4F则分别为对肽段以及HLA亚基进行top-down测序的结果。这些多层次的结构信息能够帮助区分HLA亚型、阐明候选肽的序列，包括一些PTMs、二硫键信息。这些结构细节可能会影响候选肽与MHCI分子间的亲和力甚至是后续T细胞受体的识别。　　图4. Native top-down分析策略获得pMHCI复合物的多层结构信息　　总之，本文将非变性质谱(nMS)与分子排阻(SEC)或毛细管电泳(CZE)分离技术相结合用于高通量筛选pMHCI复合物中的候选肽。该方法能够直观确认pMHCI的完整性，Vc50可作为评估复合物气相稳定性的重要指标，通过native top-down分析策略可获得多层次的结构信息。以上所有确保了后续临床T-细胞实验的正常进行。　　撰稿：刘蕊洁　　编辑：李惠琳　　原文：High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry　　参考文献　　1. Schachner LF, Phung W, Han G, et al. High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry. Anal Chem. 2022 10.1021/acs.analchem.2c02423. doi:10.1021/acs.analchem.2c02423

3D打印结构在特定的环境和激励下，其特性及功能随着时间的改变而发生变化，被称之为4D打印技术。形状记忆聚合物作为实现4D打印的关键性材料之一，可在一定条件下变形固定后，通过热、光、电、磁等外部条件的刺激，主动恢复其初始形状。近年来，形状记忆聚合物的4D打印在软体机器人、生物医疗、航空航天、柔性电子等领域的广泛应用，受到了国内外学者的广泛研究和关注。近日，湖南大学王兆龙、段辉高教授与南方科技大学葛锜教授合作，基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArchS140，开发了一种能够同时实现变形变色的形状记忆聚合物体系，设计制造了精度高达20μm的特征结构，该材料体系用于二维码和多级防伪图案的高精度制造，实现了多重加密和特定温度区间的信息显示，并有望用于数据加密、智能防伪等领域。这项工作为构建功能化的4D打印提供了新的材料体系，还激发了数据加密和防伪的新方法，有利于拓宽4D打印技术的应用范围。相关成果以“Color-Changeable Four-Dimensional Printing Enabled with Ultraviolet-Curable and Thermochromic Shape Memory Polymers”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c02656该工作得到了国家自然科学基金、湖南省优秀青年基金、广东省重点研发计划，长沙市科技局等资金支持。图1 面投影微立体光刻技术（摩方精密，nanoArchS140）原理和材料设计图2 基于面投影微立体光刻技术制造高精度(20μm)和复杂3D结构，3D打印结构具有快速颜色响应和变色循环稳定性图3 基于面投影微立体光刻技术制造的3D结构的形状记忆行为，具有优异的变形变色能力图4 基于面投影微立体光刻技术加工QR码和多级防伪图案，在室温下隐藏可见信息，并通过加、解密、再加密等步骤和形状颜色恢复过程实现信息的可视化，实现多重加密和特定温度区间的信息显示。

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员侯广进团队利用高压原位固体核磁共振（NMR）技术，揭示了部分还原氧化铈催化剂表面上非解离吸附活化双氢物种的独特化学状态。相关成果发表在《美国化学会志》上。研究揭示固体催化剂表面非解离活化双氢物种。大连化物所供图氢气在固体催化剂表面的吸附活化是合成氨、合成气转化、储氢等诸多能源化工过程的关键步骤，这引发了研究人员对于催化剂表面氢物种化学状态及催化功能的研究兴趣。然而，受限于表面氢物种环境敏感的特点及固体催化剂表面结构复杂性问题，对催化剂表面氢物种的实验观测存在挑战。因此，亟需发展对表面氢物种的原位、高分辨分析方法，以研究其吸附位点、电子与几何结构、与催化剂的相互作用及对催化反应的影响等重要科学问题。固体核磁共振技术是高分辨研究催化剂表面吸附物种的重要谱学技术。然而，常规的非原位固体核磁共振方法难以研究表面氢物种在内的气氛敏感的活性物种的真实化学状态。侯广进团队前期克服技术挑战，开发出了高温高压原位固体核磁共振技术，该技术具有较宽的压力和温度操作窗口，并用于固、液、气等多相体系的原位固体核磁共振研究中，揭示了材料合成机制、气体吸附、主客体相互作用、催化反应路径及动力学等关键科学问题。本工作中，研究人员利用高压原位固体核磁共振技术，研究了氧化铈催化剂表面氢物种的化学状态。团队通过引入HD气体，原位动态下采集二维J耦合2H-1H相关谱，发现并证明了部分还原氧化铈表面存在非解离吸附的双氢物种。团队进一步通过精准测量其J耦合常数及运动弛豫的NMR分析，确定了该双氢物种的活化吸附状态，揭示了HD分子吸附在催化剂表面，H-D键被活化拉长。随后，团队与西安交通大学常春然教授理论计算团队合作，结合不同还原程度的氧化铈吸附氢气的原位1H NMR观测及DFT计算结果，证实了该双氢物种的吸附状态，及其与氧化铈表面氧空位缺陷之间的关联。此外，研究人员借助乙烯加氢的探针反应，利用原位NMR技术观测到了该物种的催化转化过程。该工作有助于加深对固体催化剂表面氢气吸附活化过程的认识，相关研究分析方法也有望拓展用于研究其它气体的吸附转化过程，从而指导相关催化剂和催化过程的精准设计。

9月25日，北京市电力公司召开状态监测实验室建设启动大会，标志着北京市电力公司首个状态监测实验室建设工作正式开展。 　　北京市电力公司状态监测实验室计划于2012年完成。建成后，将成为国家电网公司范围内的第一个状态监测实验室，北京市电力公司计划申报国家电网公司重点实验室。该实验室计划开展GIS、变压器、配网设备、电缆等设备的带电检测技术研究、输变电设备状态评估体系的研究和应用等项目，将为北京市电力公司状态监测技术的发展，提供强劲的技术支持。 　　目前，北京市电力公司正在组织力量进一步研究和明确实验室具体框架和可研项目。

最近，怀柔科学城综合极端条件实验装置园区的食堂热闹起来，每天都有约150人在这里就餐。目前，综合极端条件实验装置正在进行设备安装调试，一部分研究单元和实验站开始进入科研状态。“十四五”时期，整个怀柔科学城建设与运行并重。　　大科学装置开动期待第四次工业革命　　在布局怀柔科学城的五个大科学装置中，综合极端条件实验装置2017年9月第一个动工建设，按计划将于2022年9月正式投入使用。　　“综合极端条件实验装置一共有18个实验站，分布在三个中心里，分别是物态调控中心、量子计算中心、超快科学中心，其中，量子计算中心有4个实验站。”中科院物理所研究员、怀柔研究部主任吕力介绍。一个完整的量子计算实验站包含极低温的环境，这就需要有制冷机，要有很多测量线和元器件，其中不少都要靠手工完成，所以安装调试过程需要较长时间。　　吕力介绍，物质的状态跟温度、压强、磁场等有关。综合极端条件实验装置就是创造极低温、超高压、强磁场、超快光场等极端条件，用来研究物质科学的。比如水有液态、固态、气态三种状态，调控水的状态把水变成水蒸气，人类发明了蒸汽机，掀起了第一次工业革命 调控电磁的状态，人类开启了第二次工业革命，进入电气时代 调控电子的状态，导致了第三次工业革命——信息化。“从物理学的角度，能不能靠继续调控物质的状态、物质里的电子的状态，对第四次工业革命做出贡献，期待这个大科学装置能够为此出力。”吕力说。　　科学装置实验条件世界领先　　大科学装置如何创造极端条件?“冷到一定程度不可能再冷了的最低温度，物理学上叫绝对零度，-273.15℃。在量子计算中心，我们能做到仅比绝对零度高0.01℃，甚至是0.001℃，这是世界领先水平。”吕力自豪地说。　　量子计算离实用还有一段距离要走，是国际上竞争相当激烈的研究方向。早在2004年，在中关村园区，物理所的科学家们就在设想，在北京找个地方，建非常好的平台，研究极低温下的量子科学问题。“当时可没想到这个装置能建得这么大。”吕力说，目前，物理所在怀柔科学城的“一装置两平台”(综合极端条件实验装置、材料基因组研究平台、清洁能源材料测试与诊断平台)建筑面积达11.8万平方米，为开展科学研究提供了很好的条件支撑和空间保障。　　截至目前，布局怀柔科学城的其他四个大科学装置，地球系统数值模拟装置土建工程完工，设备安装调试即将完成，预计今年6月试运行 空间环境地基综合监测网(子午工程二期)预计今年6月土建工程竣工 高能同步辐射光源、多模态跨尺度生物医学成像设施完成主体结构封顶，预计今年底完成土建工程。第一批5个交叉研究平台正在安装调试科研设备和试运行，11个科教基础设施和8个第二批交叉研究平台加快建设进度。　　“怀柔四条”鼓励科研人员进驻科学城　　截至目前，在怀柔开展工作的科研人员超过5000人。随着科学设施平台的建设和运行，怀柔科学城将在2025年迎来一万名以上科研人员。　　为鼓励更多年轻人到怀柔科学城，5月14日，中科院发布“怀柔四条”激励政策，将中科院各院所新增入驻怀柔、全时在怀柔开展科研工作的青年职工、特别研究助理和工程技术支撑人才作为激励对象，给予事业编制、人才指标、薪酬支持、特别补助等专项政策支持，加快聚集怀柔科学城“人气”“科研气”。　　为迎接越来越多的科研工作者，怀柔科学城及周边公共配套设施建设也在加快推进。住房方面，积极构建区域统筹、职住平衡的住房保障体系，到今年底可在科学城及周边提供各类住房8000余套 交通方面，同步优化公交网络、配备共享单车，解决入驻院所科研人员“最后一公里”通勤问题 教育资源方面，加快优质教育资源布局、深入推进一体化办学。

近年来，随着科学技术的进步，移动实验室的应用领域得到了快速拓展，几乎覆盖了检测、勘察、测量和野外实验的各个领域尤其是在食品安全和环境安全备受关注的今天，移动实验室已经成为固定实验室的必要补充和重要延伸。但是，目前国内尚没有移动实验室的相关标准，导致整个行业无据可依。不同厂家的同类产品功能和质量相去甚远，不仅损害了消费者利益，也严重影响了产业发展。 农药残留检测及防治技术研讨会现场 　　记者在5月16日上午召开的“农药残留检测及防治技术研讨会”获悉，根据特种车辆行业统计，我国目前装备海关、气象、交通、农业、食品安全、环境监测、突发事件应急等领域的具有移动实验室功能的各类民用特种车辆有十几种，保有量达到2800余台。 　　但据参会人员反映，目前下发到全国基层部门的很多移动检测车处于闲置状态，或被改装成其他用途。其原因是目前这些移动实验室没有相关标准可参考，缺乏有效管理以及缺乏接受过专业培训的检测人员，并且移动检测车上的很多仪器、试剂也不是很好用。 　　因此，开展移动实验室标准化工作，对于规范移动实验室装备、功能、服务等行为，获得法定检测资质，发挥移动实验室灵活机动的优点，更好地为食品安全和环境保护提供技术支持具有重要意义。 　　据北京市农林科学院潘立刚研究员介绍，2010年，国家标准化技术委员会批准成立了“全国移动实验室标准化技术委员会” ，并授权开始制定《移动实验室通用技术要求》、《移动实验室仪器设备通用技术要求》、《移动实验室分类、命名及代号》等首批10项国家标准。这些标准将于2013年7月31起正式实施。 北京市农林科学院潘立刚研究员作报告 撰稿：萧然